Merge tag 'wireless-next-2024-01-25' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13 #include <linux/secretmem.h>
14
15 #include <linux/sched/signal.h>
16 #include <linux/rwsem.h>
17 #include <linux/hugetlb.h>
18 #include <linux/migrate.h>
19 #include <linux/mm_inline.h>
20 #include <linux/sched/mm.h>
21 #include <linux/shmem_fs.h>
22
23 #include <asm/mmu_context.h>
24 #include <asm/tlbflush.h>
25
26 #include "internal.h"
27
28 struct follow_page_context {
29         struct dev_pagemap *pgmap;
30         unsigned int page_mask;
31 };
32
33 static inline void sanity_check_pinned_pages(struct page **pages,
34                                              unsigned long npages)
35 {
36         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
37                 return;
38
39         /*
40          * We only pin anonymous pages if they are exclusive. Once pinned, we
41          * can no longer turn them possibly shared and PageAnonExclusive() will
42          * stick around until the page is freed.
43          *
44          * We'd like to verify that our pinned anonymous pages are still mapped
45          * exclusively. The issue with anon THP is that we don't know how
46          * they are/were mapped when pinning them. However, for anon
47          * THP we can assume that either the given page (PTE-mapped THP) or
48          * the head page (PMD-mapped THP) should be PageAnonExclusive(). If
49          * neither is the case, there is certainly something wrong.
50          */
51         for (; npages; npages--, pages++) {
52                 struct page *page = *pages;
53                 struct folio *folio = page_folio(page);
54
55                 if (is_zero_page(page) ||
56                     !folio_test_anon(folio))
57                         continue;
58                 if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
59                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page), page);
60                 else
61                         /* Either a PTE-mapped or a PMD-mapped THP. */
62                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page) &&
63                                        !PageAnonExclusive(page), page);
64         }
65 }
66
67 /*
68  * Return the folio with ref appropriately incremented,
69  * or NULL if that failed.
70  */
71 static inline struct folio *try_get_folio(struct page *page, int refs)
72 {
73         struct folio *folio;
74
75 retry:
76         folio = page_folio(page);
77         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < 0))
78                 return NULL;
79         if (unlikely(!folio_ref_try_add_rcu(folio, refs)))
80                 return NULL;
81
82         /*
83          * At this point we have a stable reference to the folio; but it
84          * could be that between calling page_folio() and the refcount
85          * increment, the folio was split, in which case we'd end up
86          * holding a reference on a folio that has nothing to do with the page
87          * we were given anymore.
88          * So now that the folio is stable, recheck that the page still
89          * belongs to this folio.
90          */
91         if (unlikely(page_folio(page) != folio)) {
92                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
93                         folio_put_refs(folio, refs);
94                 goto retry;
95         }
96
97         return folio;
98 }
99
100 /**
101  * try_grab_folio() - Attempt to get or pin a folio.
102  * @page:  pointer to page to be grabbed
103  * @refs:  the value to (effectively) add to the folio's refcount
104  * @flags: gup flags: these are the FOLL_* flag values.
105  *
106  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
107  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the folio's refcount.
108  *
109  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
110  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
111  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
112  *
113  *    FOLL_GET: folio's refcount will be incremented by @refs.
114  *
115  *    FOLL_PIN on large folios: folio's refcount will be incremented by
116  *    @refs, and its pincount will be incremented by @refs.
117  *
118  *    FOLL_PIN on single-page folios: folio's refcount will be incremented by
119  *    @refs * GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
120  *
121  * Return: The folio containing @page (with refcount appropriately
122  * incremented) for success, or NULL upon failure. If neither FOLL_GET
123  * nor FOLL_PIN was set, that's considered failure, and furthermore,
124  * a likely bug in the caller, so a warning is also emitted.
125  */
126 struct folio *try_grab_folio(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
127 {
128         struct folio *folio;
129
130         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == 0))
131                 return NULL;
132
133         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
134                 return NULL;
135
136         if (flags & FOLL_GET)
137                 return try_get_folio(page, refs);
138
139         /* FOLL_PIN is set */
140
141         /*
142          * Don't take a pin on the zero page - it's not going anywhere
143          * and it is used in a *lot* of places.
144          */
145         if (is_zero_page(page))
146                 return page_folio(page);
147
148         folio = try_get_folio(page, refs);
149         if (!folio)
150                 return NULL;
151
152         /*
153          * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN gup fast path if not in a
154          * right zone, so fail and let the caller fall back to the slow
155          * path.
156          */
157         if (unlikely((flags & FOLL_LONGTERM) &&
158                      !folio_is_longterm_pinnable(folio))) {
159                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
160                         folio_put_refs(folio, refs);
161                 return NULL;
162         }
163
164         /*
165          * When pinning a large folio, use an exact count to track it.
166          *
167          * However, be sure to *also* increment the normal folio
168          * refcount field at least once, so that the folio really
169          * is pinned.  That's why the refcount from the earlier
170          * try_get_folio() is left intact.
171          */
172         if (folio_test_large(folio))
173                 atomic_add(refs, &folio->_pincount);
174         else
175                 folio_ref_add(folio,
176                                 refs * (GUP_PIN_COUNTING_BIAS - 1));
177         /*
178          * Adjust the pincount before re-checking the PTE for changes.
179          * This is essentially a smp_mb() and is paired with a memory
180          * barrier in folio_try_share_anon_rmap_*().
181          */
182         smp_mb__after_atomic();
183
184         node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, refs);
185
186         return folio;
187 }
188
189 static void gup_put_folio(struct folio *folio, int refs, unsigned int flags)
190 {
191         if (flags & FOLL_PIN) {
192                 if (is_zero_folio(folio))
193                         return;
194                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_RELEASED, refs);
195                 if (folio_test_large(folio))
196                         atomic_sub(refs, &folio->_pincount);
197                 else
198                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
199         }
200
201         if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
202                 folio_put_refs(folio, refs);
203 }
204
205 /**
206  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
207  * @page:    pointer to page to be grabbed
208  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
209  *
210  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
211  *
212  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
213  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
214  *
215  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
216  * time. Cases: please see the try_grab_folio() documentation, with
217  * "refs=1".
218  *
219  * Return: 0 for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
220  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). A negative error code for failure:
221  *
222  *   -ENOMEM            FOLL_GET or FOLL_PIN was set, but the page could not
223  *                      be grabbed.
224  */
225 int __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
226 {
227         struct folio *folio = page_folio(page);
228
229         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) <= 0))
230                 return -ENOMEM;
231
232         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
233                 return -EREMOTEIO;
234
235         if (flags & FOLL_GET)
236                 folio_ref_inc(folio);
237         else if (flags & FOLL_PIN) {
238                 /*
239                  * Don't take a pin on the zero page - it's not going anywhere
240                  * and it is used in a *lot* of places.
241                  */
242                 if (is_zero_page(page))
243                         return 0;
244
245                 /*
246                  * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also*
247                  * increment the normal page refcount field at least once,
248                  * so that the page really is pinned.
249                  */
250                 if (folio_test_large(folio)) {
251                         folio_ref_add(folio, 1);
252                         atomic_add(1, &folio->_pincount);
253                 } else {
254                         folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
255                 }
256
257                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
258         }
259
260         return 0;
261 }
262
263 /**
264  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
265  * @page:            pointer to page to be released
266  *
267  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
268  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
269  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
270  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
271  */
272 void unpin_user_page(struct page *page)
273 {
274         sanity_check_pinned_pages(&page, 1);
275         gup_put_folio(page_folio(page), 1, FOLL_PIN);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
278
279 /**
280  * folio_add_pin - Try to get an additional pin on a pinned folio
281  * @folio: The folio to be pinned
282  *
283  * Get an additional pin on a folio we already have a pin on.  Makes no change
284  * if the folio is a zero_page.
285  */
286 void folio_add_pin(struct folio *folio)
287 {
288         if (is_zero_folio(folio))
289                 return;
290
291         /*
292          * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also* increment the normal
293          * page refcount field at least once, so that the page really is
294          * pinned.
295          */
296         if (folio_test_large(folio)) {
297                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&folio->_pincount) < 1);
298                 folio_ref_inc(folio);
299                 atomic_inc(&folio->_pincount);
300         } else {
301                 WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
302                 folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
303         }
304 }
305
306 static inline struct folio *gup_folio_range_next(struct page *start,
307                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
308 {
309         struct page *next = nth_page(start, i);
310         struct folio *folio = page_folio(next);
311         unsigned int nr = 1;
312
313         if (folio_test_large(folio))
314                 nr = min_t(unsigned int, npages - i,
315                            folio_nr_pages(folio) - folio_page_idx(folio, next));
316
317         *ntails = nr;
318         return folio;
319 }
320
321 static inline struct folio *gup_folio_next(struct page **list,
322                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
323 {
324         struct folio *folio = page_folio(list[i]);
325         unsigned int nr;
326
327         for (nr = i + 1; nr < npages; nr++) {
328                 if (page_folio(list[nr]) != folio)
329                         break;
330         }
331
332         *ntails = nr - i;
333         return folio;
334 }
335
336 /**
337  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
338  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
339  * @npages: number of pages in the @pages array.
340  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
341  *
342  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
343  * variants called on that page.
344  *
345  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
346  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
347  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
348  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
349  *
350  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
351  *
352  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
353  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
354  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
355  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
356  *
357  */
358 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
359                                  bool make_dirty)
360 {
361         unsigned long i;
362         struct folio *folio;
363         unsigned int nr;
364
365         if (!make_dirty) {
366                 unpin_user_pages(pages, npages);
367                 return;
368         }
369
370         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
371         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
372                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
373                 /*
374                  * Checking PageDirty at this point may race with
375                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
376                  * cases:
377                  *
378                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
379                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
380                  * because clear_page_dirty_for_io() called
381                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
382                  * However, now the page is going to get written back,
383                  * which meets the original intention of setting it
384                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
385                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
386                  * back.
387                  *
388                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
389                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
390                  * written back, so it gets written back again in the
391                  * next writeback cycle. This is harmless.
392                  */
393                 if (!folio_test_dirty(folio)) {
394                         folio_lock(folio);
395                         folio_mark_dirty(folio);
396                         folio_unlock(folio);
397                 }
398                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
399         }
400 }
401 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
402
403 /**
404  * unpin_user_page_range_dirty_lock() - release and optionally dirty
405  * gup-pinned page range
406  *
407  * @page:  the starting page of a range maybe marked dirty, and definitely released.
408  * @npages: number of consecutive pages to release.
409  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
410  *
411  * "gup-pinned page range" refers to a range of pages that has had one of the
412  * pin_user_pages() variants called on that page.
413  *
414  * For the page ranges defined by [page .. page+npages], make that range (or
415  * its head pages, if a compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the
416  * page range was previously listed as clean.
417  *
418  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
419  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
420  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
421  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
422  *
423  */
424 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
425                                       bool make_dirty)
426 {
427         unsigned long i;
428         struct folio *folio;
429         unsigned int nr;
430
431         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
432                 folio = gup_folio_range_next(page, npages, i, &nr);
433                 if (make_dirty && !folio_test_dirty(folio)) {
434                         folio_lock(folio);
435                         folio_mark_dirty(folio);
436                         folio_unlock(folio);
437                 }
438                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
439         }
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page_range_dirty_lock);
442
443 static void unpin_user_pages_lockless(struct page **pages, unsigned long npages)
444 {
445         unsigned long i;
446         struct folio *folio;
447         unsigned int nr;
448
449         /*
450          * Don't perform any sanity checks because we might have raced with
451          * fork() and some anonymous pages might now actually be shared --
452          * which is why we're unpinning after all.
453          */
454         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
455                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
456                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
457         }
458 }
459
460 /**
461  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
462  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
463  * @npages: number of pages in the @pages array.
464  *
465  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
466  *
467  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
468  */
469 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
470 {
471         unsigned long i;
472         struct folio *folio;
473         unsigned int nr;
474
475         /*
476          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
477          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
478          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
479          */
480         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
481                 return;
482
483         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
484         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
485                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
486                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
487         }
488 }
489 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
490
491 /*
492  * Set the MMF_HAS_PINNED if not set yet; after set it'll be there for the mm's
493  * lifecycle.  Avoid setting the bit unless necessary, or it might cause write
494  * cache bouncing on large SMP machines for concurrent pinned gups.
495  */
496 static inline void mm_set_has_pinned_flag(unsigned long *mm_flags)
497 {
498         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags))
499                 set_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags);
500 }
501
502 #ifdef CONFIG_MMU
503 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
504                 unsigned int flags)
505 {
506         /*
507          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
508          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
509          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
510          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
511          * But we can only make this optimization where a hole would surely
512          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
513          */
514         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
515                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
516                 return ERR_PTR(-EFAULT);
517         return NULL;
518 }
519
520 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
521                 pte_t *pte, unsigned int flags)
522 {
523         if (flags & FOLL_TOUCH) {
524                 pte_t orig_entry = ptep_get(pte);
525                 pte_t entry = orig_entry;
526
527                 if (flags & FOLL_WRITE)
528                         entry = pte_mkdirty(entry);
529                 entry = pte_mkyoung(entry);
530
531                 if (!pte_same(orig_entry, entry)) {
532                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
533                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
534                 }
535         }
536
537         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
538         return -EEXIST;
539 }
540
541 /* FOLL_FORCE can write to even unwritable PTEs in COW mappings. */
542 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, struct page *page,
543                                         struct vm_area_struct *vma,
544                                         unsigned int flags)
545 {
546         /* If the pte is writable, we can write to the page. */
547         if (pte_write(pte))
548                 return true;
549
550         /* Maybe FOLL_FORCE is set to override it? */
551         if (!(flags & FOLL_FORCE))
552                 return false;
553
554         /* But FOLL_FORCE has no effect on shared mappings */
555         if (vma->vm_flags & (VM_MAYSHARE | VM_SHARED))
556                 return false;
557
558         /* ... or read-only private ones */
559         if (!(vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
560                 return false;
561
562         /* ... or already writable ones that just need to take a write fault */
563         if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
564                 return false;
565
566         /*
567          * See can_change_pte_writable(): we broke COW and could map the page
568          * writable if we have an exclusive anonymous page ...
569          */
570         if (!page || !PageAnon(page) || !PageAnonExclusive(page))
571                 return false;
572
573         /* ... and a write-fault isn't required for other reasons. */
574         if (vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte))
575                 return false;
576         return !userfaultfd_pte_wp(vma, pte);
577 }
578
579 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
580                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
581                 struct dev_pagemap **pgmap)
582 {
583         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
584         struct page *page;
585         spinlock_t *ptl;
586         pte_t *ptep, pte;
587         int ret;
588
589         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
590         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
591                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
592                 return ERR_PTR(-EINVAL);
593
594         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
595         if (!ptep)
596                 return no_page_table(vma, flags);
597         pte = ptep_get(ptep);
598         if (!pte_present(pte))
599                 goto no_page;
600         if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(vma, flags))
601                 goto no_page;
602
603         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
604
605         /*
606          * We only care about anon pages in can_follow_write_pte() and don't
607          * have to worry about pte_devmap() because they are never anon.
608          */
609         if ((flags & FOLL_WRITE) &&
610             !can_follow_write_pte(pte, page, vma, flags)) {
611                 page = NULL;
612                 goto out;
613         }
614
615         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
616                 /*
617                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
618                  * case since they are only valid while holding the pgmap
619                  * reference.
620                  */
621                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
622                 if (*pgmap)
623                         page = pte_page(pte);
624                 else
625                         goto no_page;
626         } else if (unlikely(!page)) {
627                 if (flags & FOLL_DUMP) {
628                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
629                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
630                         goto out;
631                 }
632
633                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
634                         page = pte_page(pte);
635                 } else {
636                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
637                         page = ERR_PTR(ret);
638                         goto out;
639                 }
640         }
641
642         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(vma, flags, page)) {
643                 page = ERR_PTR(-EMLINK);
644                 goto out;
645         }
646
647         VM_BUG_ON_PAGE((flags & FOLL_PIN) && PageAnon(page) &&
648                        !PageAnonExclusive(page), page);
649
650         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
651         ret = try_grab_page(page, flags);
652         if (unlikely(ret)) {
653                 page = ERR_PTR(ret);
654                 goto out;
655         }
656
657         /*
658          * We need to make the page accessible if and only if we are going
659          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
660          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
661          */
662         if (flags & FOLL_PIN) {
663                 ret = arch_make_page_accessible(page);
664                 if (ret) {
665                         unpin_user_page(page);
666                         page = ERR_PTR(ret);
667                         goto out;
668                 }
669         }
670         if (flags & FOLL_TOUCH) {
671                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
672                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
673                         set_page_dirty(page);
674                 /*
675                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
676                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
677                  * mark_page_accessed().
678                  */
679                 mark_page_accessed(page);
680         }
681 out:
682         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
683         return page;
684 no_page:
685         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
686         if (!pte_none(pte))
687                 return NULL;
688         return no_page_table(vma, flags);
689 }
690
691 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
692                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
693                                     unsigned int flags,
694                                     struct follow_page_context *ctx)
695 {
696         pmd_t *pmd, pmdval;
697         spinlock_t *ptl;
698         struct page *page;
699         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
700
701         pmd = pmd_offset(pudp, address);
702         pmdval = pmdp_get_lockless(pmd);
703         if (pmd_none(pmdval))
704                 return no_page_table(vma, flags);
705         if (!pmd_present(pmdval))
706                 return no_page_table(vma, flags);
707         if (pmd_devmap(pmdval)) {
708                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
709                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
710                 spin_unlock(ptl);
711                 if (page)
712                         return page;
713                 return no_page_table(vma, flags);
714         }
715         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
716                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
717
718         if (pmd_protnone(pmdval) && !gup_can_follow_protnone(vma, flags))
719                 return no_page_table(vma, flags);
720
721         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
722         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
723                 spin_unlock(ptl);
724                 return no_page_table(vma, flags);
725         }
726         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
727                 spin_unlock(ptl);
728                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
729         }
730         if (flags & FOLL_SPLIT_PMD) {
731                 spin_unlock(ptl);
732                 split_huge_pmd(vma, pmd, address);
733                 /* If pmd was left empty, stuff a page table in there quickly */
734                 return pte_alloc(mm, pmd) ? ERR_PTR(-ENOMEM) :
735                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
736         }
737         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
738         spin_unlock(ptl);
739         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
740         return page;
741 }
742
743 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
744                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
745                                     unsigned int flags,
746                                     struct follow_page_context *ctx)
747 {
748         pud_t *pud;
749         spinlock_t *ptl;
750         struct page *page;
751         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
752
753         pud = pud_offset(p4dp, address);
754         if (pud_none(*pud))
755                 return no_page_table(vma, flags);
756         if (pud_devmap(*pud)) {
757                 ptl = pud_lock(mm, pud);
758                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
759                 spin_unlock(ptl);
760                 if (page)
761                         return page;
762                 return no_page_table(vma, flags);
763         }
764         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
765                 return no_page_table(vma, flags);
766
767         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
768 }
769
770 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
771                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
772                                     unsigned int flags,
773                                     struct follow_page_context *ctx)
774 {
775         p4d_t *p4d;
776
777         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
778         if (p4d_none(*p4d))
779                 return no_page_table(vma, flags);
780         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
781         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
782                 return no_page_table(vma, flags);
783
784         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
785 }
786
787 /**
788  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
789  * @vma: vm_area_struct mapping @address
790  * @address: virtual address to look up
791  * @flags: flags modifying lookup behaviour
792  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
793  *       pointer to output page_mask
794  *
795  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
796  *
797  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
798  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
799  *
800  * When getting an anonymous page and the caller has to trigger unsharing
801  * of a shared anonymous page first, -EMLINK is returned. The caller should
802  * trigger a fault with FAULT_FLAG_UNSHARE set. Note that unsharing is only
803  * relevant with FOLL_PIN and !FOLL_WRITE.
804  *
805  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
806  *
807  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
808  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
809  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
810  */
811 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
812                               unsigned long address, unsigned int flags,
813                               struct follow_page_context *ctx)
814 {
815         pgd_t *pgd;
816         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
817
818         ctx->page_mask = 0;
819
820         /*
821          * Call hugetlb_follow_page_mask for hugetlb vmas as it will use
822          * special hugetlb page table walking code.  This eliminates the
823          * need to check for hugetlb entries in the general walking code.
824          */
825         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
826                 return hugetlb_follow_page_mask(vma, address, flags,
827                                                 &ctx->page_mask);
828
829         pgd = pgd_offset(mm, address);
830
831         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
832                 return no_page_table(vma, flags);
833
834         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
835 }
836
837 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
838                          unsigned int foll_flags)
839 {
840         struct follow_page_context ctx = { NULL };
841         struct page *page;
842
843         if (vma_is_secretmem(vma))
844                 return NULL;
845
846         if (WARN_ON_ONCE(foll_flags & FOLL_PIN))
847                 return NULL;
848
849         /*
850          * We never set FOLL_HONOR_NUMA_FAULT because callers don't expect
851          * to fail on PROT_NONE-mapped pages.
852          */
853         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
854         if (ctx.pgmap)
855                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
856         return page;
857 }
858
859 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
860                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
861                 struct page **page)
862 {
863         pgd_t *pgd;
864         p4d_t *p4d;
865         pud_t *pud;
866         pmd_t *pmd;
867         pte_t *pte;
868         pte_t entry;
869         int ret = -EFAULT;
870
871         /* user gate pages are read-only */
872         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
873                 return -EFAULT;
874         if (address > TASK_SIZE)
875                 pgd = pgd_offset_k(address);
876         else
877                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
878         if (pgd_none(*pgd))
879                 return -EFAULT;
880         p4d = p4d_offset(pgd, address);
881         if (p4d_none(*p4d))
882                 return -EFAULT;
883         pud = pud_offset(p4d, address);
884         if (pud_none(*pud))
885                 return -EFAULT;
886         pmd = pmd_offset(pud, address);
887         if (!pmd_present(*pmd))
888                 return -EFAULT;
889         pte = pte_offset_map(pmd, address);
890         if (!pte)
891                 return -EFAULT;
892         entry = ptep_get(pte);
893         if (pte_none(entry))
894                 goto unmap;
895         *vma = get_gate_vma(mm);
896         if (!page)
897                 goto out;
898         *page = vm_normal_page(*vma, address, entry);
899         if (!*page) {
900                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(entry)))
901                         goto unmap;
902                 *page = pte_page(entry);
903         }
904         ret = try_grab_page(*page, gup_flags);
905         if (unlikely(ret))
906                 goto unmap;
907 out:
908         ret = 0;
909 unmap:
910         pte_unmap(pte);
911         return ret;
912 }
913
914 /*
915  * mmap_lock must be held on entry.  If @flags has FOLL_UNLOCKABLE but not
916  * FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it is, *@locked will be set
917  * to 0 and -EBUSY returned.
918  */
919 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
920                 unsigned long address, unsigned int *flags, bool unshare,
921                 int *locked)
922 {
923         unsigned int fault_flags = 0;
924         vm_fault_t ret;
925
926         if (*flags & FOLL_NOFAULT)
927                 return -EFAULT;
928         if (*flags & FOLL_WRITE)
929                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
930         if (*flags & FOLL_REMOTE)
931                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
932         if (*flags & FOLL_UNLOCKABLE) {
933                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
934                 /*
935                  * FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE is opt-in. GUP callers must set
936                  * FOLL_INTERRUPTIBLE to enable FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE.
937                  * That's because some callers may not be prepared to
938                  * handle early exits caused by non-fatal signals.
939                  */
940                 if (*flags & FOLL_INTERRUPTIBLE)
941                         fault_flags |= FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE;
942         }
943         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
944                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
945         if (*flags & FOLL_TRIED) {
946                 /*
947                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
948                  * can co-exist
949                  */
950                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
951         }
952         if (unshare) {
953                 fault_flags |= FAULT_FLAG_UNSHARE;
954                 /* FAULT_FLAG_WRITE and FAULT_FLAG_UNSHARE are incompatible */
955                 VM_BUG_ON(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
956         }
957
958         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
959
960         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
961                 /*
962                  * With FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT we'll never release the
963                  * mmap lock in the page fault handler. Sanity check this.
964                  */
965                 WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT);
966                 *locked = 0;
967
968                 /*
969                  * We should do the same as VM_FAULT_RETRY, but let's not
970                  * return -EBUSY since that's not reflecting the reality of
971                  * what has happened - we've just fully completed a page
972                  * fault, with the mmap lock released.  Use -EAGAIN to show
973                  * that we want to take the mmap lock _again_.
974                  */
975                 return -EAGAIN;
976         }
977
978         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
979                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
980
981                 if (err)
982                         return err;
983                 BUG();
984         }
985
986         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
987                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
988                         *locked = 0;
989                 return -EBUSY;
990         }
991
992         return 0;
993 }
994
995 /*
996  * Writing to file-backed mappings which require folio dirty tracking using GUP
997  * is a fundamentally broken operation, as kernel write access to GUP mappings
998  * do not adhere to the semantics expected by a file system.
999  *
1000  * Consider the following scenario:-
1001  *
1002  * 1. A folio is written to via GUP which write-faults the memory, notifying
1003  *    the file system and dirtying the folio.
1004  * 2. Later, writeback is triggered, resulting in the folio being cleaned and
1005  *    the PTE being marked read-only.
1006  * 3. The GUP caller writes to the folio, as it is mapped read/write via the
1007  *    direct mapping.
1008  * 4. The GUP caller, now done with the page, unpins it and sets it dirty
1009  *    (though it does not have to).
1010  *
1011  * This results in both data being written to a folio without writenotify, and
1012  * the folio being dirtied unexpectedly (if the caller decides to do so).
1013  */
1014 static bool writable_file_mapping_allowed(struct vm_area_struct *vma,
1015                                           unsigned long gup_flags)
1016 {
1017         /*
1018          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
1019          * pin is the most egregious case so this is the case we disallow.
1020          */
1021         if ((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM)) !=
1022             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM))
1023                 return true;
1024
1025         /*
1026          * If the VMA does not require dirty tracking then no problematic write
1027          * can occur either.
1028          */
1029         return !vma_needs_dirty_tracking(vma);
1030 }
1031
1032 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
1033 {
1034         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
1035         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
1036         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
1037         bool vma_anon = vma_is_anonymous(vma);
1038
1039         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1040                 return -EFAULT;
1041
1042         if ((gup_flags & FOLL_ANON) && !vma_anon)
1043                 return -EFAULT;
1044
1045         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
1046                 return -EOPNOTSUPP;
1047
1048         if (vma_is_secretmem(vma))
1049                 return -EFAULT;
1050
1051         if (write) {
1052                 if (!vma_anon &&
1053                     !writable_file_mapping_allowed(vma, gup_flags))
1054                         return -EFAULT;
1055
1056                 if (!(vm_flags & VM_WRITE) || (vm_flags & VM_SHADOW_STACK)) {
1057                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1058                                 return -EFAULT;
1059                         /* hugetlb does not support FOLL_FORCE|FOLL_WRITE. */
1060                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1061                                 return -EFAULT;
1062                         /*
1063                          * We used to let the write,force case do COW in a
1064                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1065                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1066                          * executable, without corrupting the file (yet only
1067                          * when that file had been opened for writing!).
1068                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1069                          * just reject it.
1070                          */
1071                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1072                                 return -EFAULT;
1073                 }
1074         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1075                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1076                         return -EFAULT;
1077                 /*
1078                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1079                  * have VM_MAYREAD set?
1080                  */
1081                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1082                         return -EFAULT;
1083         }
1084         /*
1085          * gups are always data accesses, not instruction
1086          * fetches, so execute=false here
1087          */
1088         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1089                 return -EFAULT;
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * This is "vma_lookup()", but with a warning if we would have
1095  * historically expanded the stack in the GUP code.
1096  */
1097 static struct vm_area_struct *gup_vma_lookup(struct mm_struct *mm,
1098          unsigned long addr)
1099 {
1100 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
1101         return vma_lookup(mm, addr);
1102 #else
1103         static volatile unsigned long next_warn;
1104         struct vm_area_struct *vma;
1105         unsigned long now, next;
1106
1107         vma = find_vma(mm, addr);
1108         if (!vma || (addr >= vma->vm_start))
1109                 return vma;
1110
1111         /* Only warn for half-way relevant accesses */
1112         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
1113                 return NULL;
1114         if (vma->vm_start - addr > 65536)
1115                 return NULL;
1116
1117         /* Let's not warn more than once an hour.. */
1118         now = jiffies; next = next_warn;
1119         if (next && time_before(now, next))
1120                 return NULL;
1121         next_warn = now + 60*60*HZ;
1122
1123         /* Let people know things may have changed. */
1124         pr_warn("GUP no longer grows the stack in %s (%d): %lx-%lx (%lx)\n",
1125                 current->comm, task_pid_nr(current),
1126                 vma->vm_start, vma->vm_end, addr);
1127         dump_stack();
1128         return NULL;
1129 #endif
1130 }
1131
1132 /**
1133  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1134  * @mm:         mm_struct of target mm
1135  * @start:      starting user address
1136  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1137  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1138  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1139  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1140  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1141  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1142  *
1143  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1144  * number requested), or an error. Details about the return value:
1145  *
1146  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1147  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1148  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1149  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1150  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1151  *
1152  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1153  *
1154  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1155  *
1156  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1157  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1158  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1159  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1160  *
1161  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1162  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1163  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1164  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
1165  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1166  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1167  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1168  * locks can't be held over the syscall boundary.
1169  *
1170  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1171  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1172  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1173  * before put_page is called.
1174  *
1175  * If FOLL_UNLOCKABLE is set without FOLL_NOWAIT then the mmap_lock may
1176  * be released. If this happens *@locked will be set to 0 on return.
1177  *
1178  * A caller using such a combination of @gup_flags must therefore hold the
1179  * mmap_lock for reading only, and recognize when it's been released. Otherwise,
1180  * it must be held for either reading or writing and will not be released.
1181  *
1182  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1183  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1184  * you need some special @gup_flags.
1185  */
1186 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1187                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1188                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1189                 int *locked)
1190 {
1191         long ret = 0, i = 0;
1192         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1193         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1194
1195         if (!nr_pages)
1196                 return 0;
1197
1198         start = untagged_addr_remote(mm, start);
1199
1200         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1201
1202         do {
1203                 struct page *page;
1204                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1205                 unsigned int page_increm;
1206
1207                 /* first iteration or cross vma bound */
1208                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1209                         vma = gup_vma_lookup(mm, start);
1210                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1211                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1212                                                 gup_flags, &vma,
1213                                                 pages ? &page : NULL);
1214                                 if (ret)
1215                                         goto out;
1216                                 ctx.page_mask = 0;
1217                                 goto next_page;
1218                         }
1219
1220                         if (!vma) {
1221                                 ret = -EFAULT;
1222                                 goto out;
1223                         }
1224                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1225                         if (ret)
1226                                 goto out;
1227                 }
1228 retry:
1229                 /*
1230                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1231                  * potentially allocating memory.
1232                  */
1233                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1234                         ret = -EINTR;
1235                         goto out;
1236                 }
1237                 cond_resched();
1238
1239                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1240                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1241                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1242                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1243                         switch (ret) {
1244                         case 0:
1245                                 goto retry;
1246                         case -EBUSY:
1247                         case -EAGAIN:
1248                                 ret = 0;
1249                                 fallthrough;
1250                         case -EFAULT:
1251                         case -ENOMEM:
1252                         case -EHWPOISON:
1253                                 goto out;
1254                         }
1255                         BUG();
1256                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1257                         /*
1258                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1259                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1260                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1261                          * for this page.
1262                          */
1263                         if (pages) {
1264                                 ret = PTR_ERR(page);
1265                                 goto out;
1266                         }
1267                 } else if (IS_ERR(page)) {
1268                         ret = PTR_ERR(page);
1269                         goto out;
1270                 }
1271 next_page:
1272                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1273                 if (page_increm > nr_pages)
1274                         page_increm = nr_pages;
1275
1276                 if (pages) {
1277                         struct page *subpage;
1278                         unsigned int j;
1279
1280                         /*
1281                          * This must be a large folio (and doesn't need to
1282                          * be the whole folio; it can be part of it), do
1283                          * the refcount work for all the subpages too.
1284                          *
1285                          * NOTE: here the page may not be the head page
1286                          * e.g. when start addr is not thp-size aligned.
1287                          * try_grab_folio() should have taken care of tail
1288                          * pages.
1289                          */
1290                         if (page_increm > 1) {
1291                                 struct folio *folio;
1292
1293                                 /*
1294                                  * Since we already hold refcount on the
1295                                  * large folio, this should never fail.
1296                                  */
1297                                 folio = try_grab_folio(page, page_increm - 1,
1298                                                        foll_flags);
1299                                 if (WARN_ON_ONCE(!folio)) {
1300                                         /*
1301                                          * Release the 1st page ref if the
1302                                          * folio is problematic, fail hard.
1303                                          */
1304                                         gup_put_folio(page_folio(page), 1,
1305                                                       foll_flags);
1306                                         ret = -EFAULT;
1307                                         goto out;
1308                                 }
1309                         }
1310
1311                         for (j = 0; j < page_increm; j++) {
1312                                 subpage = nth_page(page, j);
1313                                 pages[i + j] = subpage;
1314                                 flush_anon_page(vma, subpage, start + j * PAGE_SIZE);
1315                                 flush_dcache_page(subpage);
1316                         }
1317                 }
1318
1319                 i += page_increm;
1320                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1321                 nr_pages -= page_increm;
1322         } while (nr_pages);
1323 out:
1324         if (ctx.pgmap)
1325                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1326         return i ? i : ret;
1327 }
1328
1329 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1330                               unsigned int fault_flags)
1331 {
1332         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1333         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1334         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1335
1336         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1337                 return false;
1338
1339         /*
1340          * The architecture might have a hardware protection
1341          * mechanism other than read/write that can deny access.
1342          *
1343          * gup always represents data access, not instruction
1344          * fetches, so execute=false here:
1345          */
1346         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1347                 return false;
1348
1349         return true;
1350 }
1351
1352 /**
1353  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1354  * @mm:         mm_struct of target mm
1355  * @address:    user address
1356  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1357  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1358  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1359  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1360  *
1361  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1362  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1363  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1364  * trying again.
1365  *
1366  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1367  *
1368  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1369  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1370  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1371  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1372  *
1373  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1374  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1375  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1376  * succeed.
1377  *
1378  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1379  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1380  */
1381 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1382                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1383                      bool *unlocked)
1384 {
1385         struct vm_area_struct *vma;
1386         vm_fault_t ret;
1387
1388         address = untagged_addr_remote(mm, address);
1389
1390         if (unlocked)
1391                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1392
1393 retry:
1394         vma = gup_vma_lookup(mm, address);
1395         if (!vma)
1396                 return -EFAULT;
1397
1398         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1399                 return -EFAULT;
1400
1401         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1402             fatal_signal_pending(current))
1403                 return -EINTR;
1404
1405         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1406
1407         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1408                 /*
1409                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1410                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1411                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1412                  */
1413                 mmap_read_lock(mm);
1414                 *unlocked = true;
1415                 return 0;
1416         }
1417
1418         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1419                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1420
1421                 if (err)
1422                         return err;
1423                 BUG();
1424         }
1425
1426         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1427                 mmap_read_lock(mm);
1428                 *unlocked = true;
1429                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1430                 goto retry;
1431         }
1432
1433         return 0;
1434 }
1435 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1436
1437 /*
1438  * GUP always responds to fatal signals.  When FOLL_INTERRUPTIBLE is
1439  * specified, it'll also respond to generic signals.  The caller of GUP
1440  * that has FOLL_INTERRUPTIBLE should take care of the GUP interruption.
1441  */
1442 static bool gup_signal_pending(unsigned int flags)
1443 {
1444         if (fatal_signal_pending(current))
1445                 return true;
1446
1447         if (!(flags & FOLL_INTERRUPTIBLE))
1448                 return false;
1449
1450         return signal_pending(current);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Locking: (*locked == 1) means that the mmap_lock has already been acquired by
1455  * the caller. This function may drop the mmap_lock. If it does so, then it will
1456  * set (*locked = 0).
1457  *
1458  * (*locked == 0) means that the caller expects this function to acquire and
1459  * drop the mmap_lock. Therefore, the value of *locked will still be zero when
1460  * the function returns, even though it may have changed temporarily during
1461  * function execution.
1462  *
1463  * Please note that this function, unlike __get_user_pages(), will not return 0
1464  * for nr_pages > 0, unless FOLL_NOWAIT is used.
1465  */
1466 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1467                                                 unsigned long start,
1468                                                 unsigned long nr_pages,
1469                                                 struct page **pages,
1470                                                 int *locked,
1471                                                 unsigned int flags)
1472 {
1473         long ret, pages_done;
1474         bool must_unlock = false;
1475
1476         if (!nr_pages)
1477                 return 0;
1478
1479         /*
1480          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1481          * lock must be released when this returns.
1482          */
1483         if (!*locked) {
1484                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1485                         return -EAGAIN;
1486                 must_unlock = true;
1487                 *locked = 1;
1488         }
1489         else
1490                 mmap_assert_locked(mm);
1491
1492         if (flags & FOLL_PIN)
1493                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1494
1495         /*
1496          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1497          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1498          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1499          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1500          *
1501          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1502          * that here, as any failures will be obvious enough.
1503          */
1504         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1505                 flags |= FOLL_GET;
1506
1507         pages_done = 0;
1508         for (;;) {
1509                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1510                                        locked);
1511                 if (!(flags & FOLL_UNLOCKABLE)) {
1512                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1513                         pages_done = ret;
1514                         break;
1515                 }
1516
1517                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1518                 if (!*locked) {
1519                         BUG_ON(ret < 0);
1520                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1521                 }
1522
1523                 if (ret > 0) {
1524                         nr_pages -= ret;
1525                         pages_done += ret;
1526                         if (!nr_pages)
1527                                 break;
1528                 }
1529                 if (*locked) {
1530                         /*
1531                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1532                          * FOLL_NOWAIT.
1533                          */
1534                         if (!pages_done)
1535                                 pages_done = ret;
1536                         break;
1537                 }
1538                 /*
1539                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1540                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1541                  */
1542                 if (likely(pages))
1543                         pages += ret;
1544                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1545
1546                 /* The lock was temporarily dropped, so we must unlock later */
1547                 must_unlock = true;
1548
1549 retry:
1550                 /*
1551                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1552                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1553                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1554                  * by fatal signals of even common signals, depending on
1555                  * the caller's request. So we need to check it before we
1556                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1557                  */
1558                 if (gup_signal_pending(flags)) {
1559                         if (!pages_done)
1560                                 pages_done = -EINTR;
1561                         break;
1562                 }
1563
1564                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1565                 if (ret) {
1566                         BUG_ON(ret > 0);
1567                         if (!pages_done)
1568                                 pages_done = ret;
1569                         break;
1570                 }
1571
1572                 *locked = 1;
1573                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1574                                        pages, locked);
1575                 if (!*locked) {
1576                         /* Continue to retry until we succeeded */
1577                         BUG_ON(ret != 0);
1578                         goto retry;
1579                 }
1580                 if (ret != 1) {
1581                         BUG_ON(ret > 1);
1582                         if (!pages_done)
1583                                 pages_done = ret;
1584                         break;
1585                 }
1586                 nr_pages--;
1587                 pages_done++;
1588                 if (!nr_pages)
1589                         break;
1590                 if (likely(pages))
1591                         pages++;
1592                 start += PAGE_SIZE;
1593         }
1594         if (must_unlock && *locked) {
1595                 /*
1596                  * We either temporarily dropped the lock, or the caller
1597                  * requested that we both acquire and drop the lock. Either way,
1598                  * we must now unlock, and notify the caller of that state.
1599                  */
1600                 mmap_read_unlock(mm);
1601                 *locked = 0;
1602         }
1603
1604         /*
1605          * Failing to pin anything implies something has gone wrong (except when
1606          * FOLL_NOWAIT is specified).
1607          */
1608         if (WARN_ON_ONCE(pages_done == 0 && !(flags & FOLL_NOWAIT)))
1609                 return -EFAULT;
1610
1611         return pages_done;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1616  * @vma:   target vma
1617  * @start: start address
1618  * @end:   end address
1619  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1620  *
1621  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1622  *
1623  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1624  * code on error.
1625  *
1626  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1627  *
1628  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1629  * be unperturbed.
1630  *
1631  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1632  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1633  */
1634 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1635                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1636 {
1637         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1638         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1639         int local_locked = 1;
1640         int gup_flags;
1641         long ret;
1642
1643         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1644         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1645         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1646         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1647         mmap_assert_locked(mm);
1648
1649         /*
1650          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1651          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1652          */
1653         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1654                 return nr_pages;
1655
1656         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1657         /*
1658          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1659          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1660          * and we would not want to dirty them for nothing.
1661          */
1662         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1663                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1664
1665         /*
1666          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1667          * other than PROT_NONE.
1668          */
1669         if (vma_is_accessible(vma))
1670                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1671
1672         if (locked)
1673                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
1674
1675         /*
1676          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1677          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1678          */
1679         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1680                                NULL, locked ? locked : &local_locked);
1681         lru_add_drain();
1682         return ret;
1683 }
1684
1685 /*
1686  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1687  *                            given VMA range readable/writable
1688  *
1689  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1690  *
1691  * @vma: target vma
1692  * @start: start address
1693  * @end: end address
1694  * @write: whether to prefault readable or writable
1695  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1696  *
1697  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1698  * code on error (see __get_user_pages()).
1699  *
1700  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1701  * covered by the VMA. If it's released, *@locked will be set to 0.
1702  */
1703 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1704                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1705 {
1706         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1707         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1708         int gup_flags;
1709         long ret;
1710
1711         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1712         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1713         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1714         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1715         mmap_assert_locked(mm);
1716
1717         /*
1718          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1719          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1720          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1721          *             in the page table.
1722          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1723          *                a poisoned page.
1724          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1725          */
1726         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON | FOLL_UNLOCKABLE;
1727         if (write)
1728                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1729
1730         /*
1731          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1732          * problems or incompatible mappings.
1733          */
1734         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1735                 return -EINVAL;
1736
1737         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1738                                NULL, locked);
1739         lru_add_drain();
1740         return ret;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1745  *
1746  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1747  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1748  * mmap_lock must not be held.
1749  */
1750 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1751 {
1752         struct mm_struct *mm = current->mm;
1753         unsigned long end, nstart, nend;
1754         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1755         int locked = 0;
1756         long ret = 0;
1757
1758         end = start + len;
1759
1760         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1761                 /*
1762                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1763                  * Find first corresponding VMA.
1764                  */
1765                 if (!locked) {
1766                         locked = 1;
1767                         mmap_read_lock(mm);
1768                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1769                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1770                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1771
1772                 if (!vma)
1773                         break;
1774                 /*
1775                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1776                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1777                  */
1778                 nend = min(end, vma->vm_end);
1779                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1780                         continue;
1781                 if (nstart < vma->vm_start)
1782                         nstart = vma->vm_start;
1783                 /*
1784                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1785                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1786                  * if the vma was already munlocked.
1787                  */
1788                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1789                 if (ret < 0) {
1790                         if (ignore_errors) {
1791                                 ret = 0;
1792                                 continue;       /* continue at next VMA */
1793                         }
1794                         break;
1795                 }
1796                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1797                 ret = 0;
1798         }
1799         if (locked)
1800                 mmap_read_unlock(mm);
1801         return ret;     /* 0 or negative error code */
1802 }
1803 #else /* CONFIG_MMU */
1804 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1805                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1806                 int *locked, unsigned int foll_flags)
1807 {
1808         struct vm_area_struct *vma;
1809         bool must_unlock = false;
1810         unsigned long vm_flags;
1811         long i;
1812
1813         if (!nr_pages)
1814                 return 0;
1815
1816         /*
1817          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1818          * lock must be released when this returns.
1819          */
1820         if (!*locked) {
1821                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1822                         return -EAGAIN;
1823                 must_unlock = true;
1824                 *locked = 1;
1825         }
1826
1827         /* calculate required read or write permissions.
1828          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1829          */
1830         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1831                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1832         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1833                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1834
1835         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1836                 vma = find_vma(mm, start);
1837                 if (!vma)
1838                         break;
1839
1840                 /* protect what we can, including chardevs */
1841                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1842                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1843                         break;
1844
1845                 if (pages) {
1846                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1847                         if (pages[i])
1848                                 get_page(pages[i]);
1849                 }
1850
1851                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1852         }
1853
1854         if (must_unlock && *locked) {
1855                 mmap_read_unlock(mm);
1856                 *locked = 0;
1857         }
1858
1859         return i ? : -EFAULT;
1860 }
1861 #endif /* !CONFIG_MMU */
1862
1863 /**
1864  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1865  * @uaddr: start of address range
1866  * @size: size of address range
1867  *
1868  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1869  * copy_from_user()).
1870  */
1871 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1872 {
1873         char __user *start = uaddr, *end;
1874
1875         if (unlikely(size == 0))
1876                 return 0;
1877         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1878                 return size;
1879         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1880                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1881                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1882         }
1883         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1884         if (unlikely(end < start))
1885                 end = NULL;
1886         while (uaddr != end) {
1887                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1888                 uaddr += PAGE_SIZE;
1889         }
1890
1891 out:
1892         user_write_access_end();
1893         if (size > uaddr - start)
1894                 return size - (uaddr - start);
1895         return 0;
1896 }
1897 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1898
1899 /**
1900  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1901  * @uaddr: start of address range
1902  * @size: size of address range
1903  *
1904  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1905  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1906  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1907  *
1908  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1909  * copy_from_user()).
1910  */
1911 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1912 {
1913         size_t faulted_in;
1914
1915         /*
1916          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1917          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1918          * functions may not check for this.
1919          */
1920         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1921         if (faulted_in)
1922                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1923
1924         return size - faulted_in;
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1927
1928 /*
1929  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1930  * @uaddr: start of address range
1931  * @size: length of address range
1932  *
1933  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1934  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1935  * memory.
1936  *
1937  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1938  *
1939  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1940  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1941  * time.
1942  *
1943  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1944  * copy_from_user().
1945  */
1946 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1947 {
1948         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1949         struct mm_struct *mm = current->mm;
1950         bool unlocked = false;
1951
1952         if (unlikely(size == 0))
1953                 return 0;
1954         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1955         if (end < start)
1956                 end = 0;
1957
1958         mmap_read_lock(mm);
1959         do {
1960                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1961                         break;
1962                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1963         } while (start != end);
1964         mmap_read_unlock(mm);
1965
1966         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1967                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1968         return 0;
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1971
1972 /**
1973  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1974  * @uaddr: start of user address range
1975  * @size: size of user address range
1976  *
1977  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1978  * copy_from_user()).
1979  */
1980 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1981 {
1982         const char __user *start = uaddr, *end;
1983         volatile char c;
1984
1985         if (unlikely(size == 0))
1986                 return 0;
1987         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1988                 return size;
1989         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1990                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1991                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1992         }
1993         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1994         if (unlikely(end < start))
1995                 end = NULL;
1996         while (uaddr != end) {
1997                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1998                 uaddr += PAGE_SIZE;
1999         }
2000
2001 out:
2002         user_read_access_end();
2003         (void)c;
2004         if (size > uaddr - start)
2005                 return size - (uaddr - start);
2006         return 0;
2007 }
2008 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
2009
2010 /**
2011  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
2012  * @addr: user address
2013  *
2014  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
2015  * to be freed afterwards by put_page().
2016  *
2017  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
2018  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
2019  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
2020  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
2021  *
2022  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
2023  */
2024 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
2025 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
2026 {
2027         struct page *page;
2028         int locked = 0;
2029         int ret;
2030
2031         ret = __get_user_pages_locked(current->mm, addr, 1, &page, &locked,
2032                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
2033         return (ret == 1) ? page : NULL;
2034 }
2035 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
2036
2037 #ifdef CONFIG_MIGRATION
2038 /*
2039  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
2040  */
2041 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
2042                                         struct list_head *movable_page_list,
2043                                         unsigned long nr_pages,
2044                                         struct page **pages)
2045 {
2046         unsigned long i, collected = 0;
2047         struct folio *prev_folio = NULL;
2048         bool drain_allow = true;
2049
2050         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2051                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2052
2053                 if (folio == prev_folio)
2054                         continue;
2055                 prev_folio = folio;
2056
2057                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
2058                         continue;
2059
2060                 collected++;
2061
2062                 if (folio_is_device_coherent(folio))
2063                         continue;
2064
2065                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2066                         isolate_hugetlb(folio, movable_page_list);
2067                         continue;
2068                 }
2069
2070                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
2071                         lru_add_drain_all();
2072                         drain_allow = false;
2073                 }
2074
2075                 if (!folio_isolate_lru(folio))
2076                         continue;
2077
2078                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
2079                 node_stat_mod_folio(folio,
2080                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
2081                                     folio_nr_pages(folio));
2082         }
2083
2084         return collected;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
2089  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
2090  * (or partial success).
2091  */
2092 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
2093                                         struct list_head *movable_page_list,
2094                                         unsigned long nr_pages,
2095                                         struct page **pages)
2096 {
2097         int ret;
2098         unsigned long i;
2099
2100         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2101                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2102
2103                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2104                         /*
2105                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2106                          * the pin on the source page to a normal reference.
2107                          */
2108                         pages[i] = NULL;
2109                         folio_get(folio);
2110                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2111
2112                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2113                                 ret = -EBUSY;
2114                                 goto err;
2115                         }
2116
2117                         continue;
2118                 }
2119
2120                 /*
2121                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2122                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2123                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2124                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2125                  * page won't be freed if it's migrating.
2126                  */
2127                 unpin_user_page(pages[i]);
2128                 pages[i] = NULL;
2129         }
2130
2131         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2132                 struct migration_target_control mtc = {
2133                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2134                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2135                 };
2136
2137                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2138                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2139                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2140                         ret = -ENOMEM;
2141                         goto err;
2142                 }
2143         }
2144
2145         putback_movable_pages(movable_page_list);
2146
2147         return -EAGAIN;
2148
2149 err:
2150         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2151                 if (pages[i])
2152                         unpin_user_page(pages[i]);
2153         putback_movable_pages(movable_page_list);
2154
2155         return ret;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2160  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2161  * this routine.
2162  *
2163  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2164  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2165  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2166  * call this routine again.
2167  *
2168  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2169  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2170  *
2171  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2172  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2173  */
2174 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2175                                             struct page **pages)
2176 {
2177         unsigned long collected;
2178         LIST_HEAD(movable_page_list);
2179
2180         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2181                                                 nr_pages, pages);
2182         if (!collected)
2183                 return 0;
2184
2185         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2186                                                 pages);
2187 }
2188 #else
2189 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2190                                             struct page **pages)
2191 {
2192         return 0;
2193 }
2194 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2195
2196 /*
2197  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2198  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2199  */
2200 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2201                                   unsigned long start,
2202                                   unsigned long nr_pages,
2203                                   struct page **pages,
2204                                   int *locked,
2205                                   unsigned int gup_flags)
2206 {
2207         unsigned int flags;
2208         long rc, nr_pinned_pages;
2209
2210         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2211                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2212                                                locked, gup_flags);
2213
2214         flags = memalloc_pin_save();
2215         do {
2216                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2217                                                           pages, locked,
2218                                                           gup_flags);
2219                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2220                         rc = nr_pinned_pages;
2221                         break;
2222                 }
2223
2224                 /* FOLL_LONGTERM implies FOLL_PIN */
2225                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2226         } while (rc == -EAGAIN);
2227         memalloc_pin_restore(flags);
2228         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Check that the given flags are valid for the exported gup/pup interface, and
2233  * update them with the required flags that the caller must have set.
2234  */
2235 static bool is_valid_gup_args(struct page **pages, int *locked,
2236                               unsigned int *gup_flags_p, unsigned int to_set)
2237 {
2238         unsigned int gup_flags = *gup_flags_p;
2239
2240         /*
2241          * These flags not allowed to be specified externally to the gup
2242          * interfaces:
2243          * - FOLL_TOUCH/FOLL_PIN/FOLL_TRIED/FOLL_FAST_ONLY are internal only
2244          * - FOLL_REMOTE is internal only and used on follow_page()
2245          * - FOLL_UNLOCKABLE is internal only and used if locked is !NULL
2246          */
2247         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & INTERNAL_GUP_FLAGS))
2248                 return false;
2249
2250         gup_flags |= to_set;
2251         if (locked) {
2252                 /* At the external interface locked must be set */
2253                 if (WARN_ON_ONCE(*locked != 1))
2254                         return false;
2255
2256                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
2257         }
2258
2259         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2260         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
2261                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
2262                 return false;
2263
2264         /* LONGTERM can only be specified when pinning */
2265         if (WARN_ON_ONCE(!(gup_flags & FOLL_PIN) && (gup_flags & FOLL_LONGTERM)))
2266                 return false;
2267
2268         /* Pages input must be given if using GET/PIN */
2269         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) && !pages))
2270                 return false;
2271
2272         /* We want to allow the pgmap to be hot-unplugged at all times */
2273         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & FOLL_LONGTERM) &&
2274                          (gup_flags & FOLL_PCI_P2PDMA)))
2275                 return false;
2276
2277         *gup_flags_p = gup_flags;
2278         return true;
2279 }
2280
2281 #ifdef CONFIG_MMU
2282 /**
2283  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2284  * @mm:         mm_struct of target mm
2285  * @start:      starting user address
2286  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2287  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2288  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2289  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2290  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2291  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2292  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2293  *              utilised. Lock must initially be held.
2294  *
2295  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2296  * number requested), or an error. Details about the return value:
2297  *
2298  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2299  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2300  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2301  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2302  *
2303  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2304  *
2305  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2306  *
2307  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2308  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2309  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2310  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2311  *
2312  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2313  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2314  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2315  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
2316  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2317  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2318  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2319  * locks can't be held over the syscall boundary.
2320  *
2321  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2322  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2323  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2324  *
2325  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2326  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2327  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2328  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2329  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2330  *
2331  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2332  *
2333  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2334  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2335  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2336  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2337  */
2338 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2339                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2340                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2341                 int *locked)
2342 {
2343         int local_locked = 1;
2344
2345         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
2346                                FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
2347                 return -EINVAL;
2348
2349         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2350                                        locked ? locked : &local_locked,
2351                                        gup_flags);
2352 }
2353 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2354
2355 #else /* CONFIG_MMU */
2356 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2357                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2358                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2359                            int *locked)
2360 {
2361         return 0;
2362 }
2363 #endif /* !CONFIG_MMU */
2364
2365 /**
2366  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2367  * @start:      starting user address
2368  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2369  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2370  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2371  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2372  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2373  *
2374  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2375  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2376  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2377  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2378  */
2379 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2380                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2381 {
2382         int locked = 1;
2383
2384         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_TOUCH))
2385                 return -EINVAL;
2386
2387         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2388                                        &locked, gup_flags);
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2391
2392 /*
2393  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2394  *
2395  *      mmap_read_lock(mm);
2396  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2397  *      mmap_read_unlock(mm);
2398  *
2399  *  with:
2400  *
2401  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2402  *
2403  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2404  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2405  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2406  */
2407 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2408                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2409 {
2410         int locked = 0;
2411
2412         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
2413                                FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
2414                 return -EINVAL;
2415
2416         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2417                                        &locked, gup_flags);
2418 }
2419 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2420
2421 /*
2422  * Fast GUP
2423  *
2424  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2425  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2426  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2427  * block any THP splits.
2428  *
2429  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2430  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2431  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2432  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2433  *
2434  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2435  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2436  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2437  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2438  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2439  *
2440  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2441  * are currently made:
2442  *
2443  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2444  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2445  *
2446  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2447  *
2448  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2449  *
2450  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2451  *
2452  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2453  */
2454 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2455
2456 /*
2457  * Used in the GUP-fast path to determine whether a pin is permitted for a
2458  * specific folio.
2459  *
2460  * This call assumes the caller has pinned the folio, that the lowest page table
2461  * level still points to this folio, and that interrupts have been disabled.
2462  *
2463  * Writing to pinned file-backed dirty tracked folios is inherently problematic
2464  * (see comment describing the writable_file_mapping_allowed() function). We
2465  * therefore try to avoid the most egregious case of a long-term mapping doing
2466  * so.
2467  *
2468  * This function cannot be as thorough as that one as the VMA is not available
2469  * in the fast path, so instead we whitelist known good cases and if in doubt,
2470  * fall back to the slow path.
2471  */
2472 static bool folio_fast_pin_allowed(struct folio *folio, unsigned int flags)
2473 {
2474         struct address_space *mapping;
2475         unsigned long mapping_flags;
2476
2477         /*
2478          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
2479          * pin is the most egregious case so this is the one we disallow.
2480          */
2481         if ((flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE)) !=
2482             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE))
2483                 return true;
2484
2485         /* The folio is pinned, so we can safely access folio fields. */
2486
2487         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_slab(folio)))
2488                 return false;
2489
2490         /* hugetlb mappings do not require dirty-tracking. */
2491         if (folio_test_hugetlb(folio))
2492                 return true;
2493
2494         /*
2495          * GUP-fast disables IRQs. When IRQS are disabled, RCU grace periods
2496          * cannot proceed, which means no actions performed under RCU can
2497          * proceed either.
2498          *
2499          * inodes and thus their mappings are freed under RCU, which means the
2500          * mapping cannot be freed beneath us and thus we can safely dereference
2501          * it.
2502          */
2503         lockdep_assert_irqs_disabled();
2504
2505         /*
2506          * However, there may be operations which _alter_ the mapping, so ensure
2507          * we read it once and only once.
2508          */
2509         mapping = READ_ONCE(folio->mapping);
2510
2511         /*
2512          * The mapping may have been truncated, in any case we cannot determine
2513          * if this mapping is safe - fall back to slow path to determine how to
2514          * proceed.
2515          */
2516         if (!mapping)
2517                 return false;
2518
2519         /* Anonymous folios pose no problem. */
2520         mapping_flags = (unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS;
2521         if (mapping_flags)
2522                 return mapping_flags & PAGE_MAPPING_ANON;
2523
2524         /*
2525          * At this point, we know the mapping is non-null and points to an
2526          * address_space object. The only remaining whitelisted file system is
2527          * shmem.
2528          */
2529         return shmem_mapping(mapping);
2530 }
2531
2532 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2533                                             unsigned int flags,
2534                                             struct page **pages)
2535 {
2536         while ((*nr) - nr_start) {
2537                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2538
2539                 ClearPageReferenced(page);
2540                 if (flags & FOLL_PIN)
2541                         unpin_user_page(page);
2542                 else
2543                         put_page(page);
2544         }
2545 }
2546
2547 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2548 /*
2549  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2550  * operations.
2551  *
2552  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2553  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2554  *
2555  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2556  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2557  * is pinned.
2558  *
2559  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2560  *
2561  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2562  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2563  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2564  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2565  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2566  */
2567 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2568                          unsigned long end, unsigned int flags,
2569                          struct page **pages, int *nr)
2570 {
2571         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2572         int nr_start = *nr, ret = 0;
2573         pte_t *ptep, *ptem;
2574
2575         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2576         if (!ptep)
2577                 return 0;
2578         do {
2579                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2580                 struct page *page;
2581                 struct folio *folio;
2582
2583                 /*
2584                  * Always fallback to ordinary GUP on PROT_NONE-mapped pages:
2585                  * pte_access_permitted() better should reject these pages
2586                  * either way: otherwise, GUP-fast might succeed in
2587                  * cases where ordinary GUP would fail due to VMA access
2588                  * permissions.
2589                  */
2590                 if (pte_protnone(pte))
2591                         goto pte_unmap;
2592
2593                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2594                         goto pte_unmap;
2595
2596                 if (pte_devmap(pte)) {
2597                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2598                                 goto pte_unmap;
2599
2600                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2601                         if (unlikely(!pgmap)) {
2602                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2603                                 goto pte_unmap;
2604                         }
2605                 } else if (pte_special(pte))
2606                         goto pte_unmap;
2607
2608                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2609                 page = pte_page(pte);
2610
2611                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2612                 if (!folio)
2613                         goto pte_unmap;
2614
2615                 if (unlikely(folio_is_secretmem(folio))) {
2616                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2617                         goto pte_unmap;
2618                 }
2619
2620                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2621                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2622                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2623                         goto pte_unmap;
2624                 }
2625
2626                 if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2627                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2628                         goto pte_unmap;
2629                 }
2630
2631                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, page)) {
2632                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2633                         goto pte_unmap;
2634                 }
2635
2636                 /*
2637                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2638                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2639                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2640                  * details.
2641                  */
2642                 if (flags & FOLL_PIN) {
2643                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2644                         if (ret) {
2645                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2646                                 goto pte_unmap;
2647                         }
2648                 }
2649                 folio_set_referenced(folio);
2650                 pages[*nr] = page;
2651                 (*nr)++;
2652         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2653
2654         ret = 1;
2655
2656 pte_unmap:
2657         if (pgmap)
2658                 put_dev_pagemap(pgmap);
2659         pte_unmap(ptem);
2660         return ret;
2661 }
2662 #else
2663
2664 /*
2665  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2666  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2667  * to be special.
2668  *
2669  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2670  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2671  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2672  */
2673 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2674                          unsigned long end, unsigned int flags,
2675                          struct page **pages, int *nr)
2676 {
2677         return 0;
2678 }
2679 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2680
2681 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2682 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2683                              unsigned long end, unsigned int flags,
2684                              struct page **pages, int *nr)
2685 {
2686         int nr_start = *nr;
2687         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2688
2689         do {
2690                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2691
2692                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2693                 if (unlikely(!pgmap)) {
2694                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2695                         break;
2696                 }
2697
2698                 if (!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)) {
2699                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2700                         break;
2701                 }
2702
2703                 SetPageReferenced(page);
2704                 pages[*nr] = page;
2705                 if (unlikely(try_grab_page(page, flags))) {
2706                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2707                         break;
2708                 }
2709                 (*nr)++;
2710                 pfn++;
2711         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2712
2713         put_dev_pagemap(pgmap);
2714         return addr == end;
2715 }
2716
2717 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2718                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2719                                  struct page **pages, int *nr)
2720 {
2721         unsigned long fault_pfn;
2722         int nr_start = *nr;
2723
2724         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2725         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2726                 return 0;
2727
2728         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2729                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2730                 return 0;
2731         }
2732         return 1;
2733 }
2734
2735 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2736                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2737                                  struct page **pages, int *nr)
2738 {
2739         unsigned long fault_pfn;
2740         int nr_start = *nr;
2741
2742         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2743         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2744                 return 0;
2745
2746         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2747                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2748                 return 0;
2749         }
2750         return 1;
2751 }
2752 #else
2753 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2754                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2755                                  struct page **pages, int *nr)
2756 {
2757         BUILD_BUG();
2758         return 0;
2759 }
2760
2761 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2762                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2763                                  struct page **pages, int *nr)
2764 {
2765         BUILD_BUG();
2766         return 0;
2767 }
2768 #endif
2769
2770 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2771                            unsigned long end, struct page **pages)
2772 {
2773         int nr;
2774
2775         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2776                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2777
2778         return nr;
2779 }
2780
2781 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2782 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2783                                       unsigned long sz)
2784 {
2785         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2786         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2787 }
2788
2789 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2790                        unsigned long end, unsigned int flags,
2791                        struct page **pages, int *nr)
2792 {
2793         unsigned long pte_end;
2794         struct page *page;
2795         struct folio *folio;
2796         pte_t pte;
2797         int refs;
2798
2799         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2800         if (pte_end < end)
2801                 end = pte_end;
2802
2803         pte = huge_ptep_get(ptep);
2804
2805         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2806                 return 0;
2807
2808         /* hugepages are never "special" */
2809         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2810
2811         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2812         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2813
2814         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2815         if (!folio)
2816                 return 0;
2817
2818         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2819                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2820                 return 0;
2821         }
2822
2823         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2824                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2825                 return 0;
2826         }
2827
2828         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2829                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2830                 return 0;
2831         }
2832
2833         *nr += refs;
2834         folio_set_referenced(folio);
2835         return 1;
2836 }
2837
2838 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2839                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2840                 struct page **pages, int *nr)
2841 {
2842         pte_t *ptep;
2843         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2844         unsigned long next;
2845
2846         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2847         do {
2848                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2849                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2850                         return 0;
2851         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2852
2853         return 1;
2854 }
2855 #else
2856 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2857                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2858                 struct page **pages, int *nr)
2859 {
2860         return 0;
2861 }
2862 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2863
2864 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2865                         unsigned long end, unsigned int flags,
2866                         struct page **pages, int *nr)
2867 {
2868         struct page *page;
2869         struct folio *folio;
2870         int refs;
2871
2872         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2873                 return 0;
2874
2875         if (pmd_devmap(orig)) {
2876                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2877                         return 0;
2878                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2879                                              pages, nr);
2880         }
2881
2882         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2883         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2884
2885         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2886         if (!folio)
2887                 return 0;
2888
2889         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2890                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2891                 return 0;
2892         }
2893
2894         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2895                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2896                 return 0;
2897         }
2898         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2899                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2900                 return 0;
2901         }
2902
2903         *nr += refs;
2904         folio_set_referenced(folio);
2905         return 1;
2906 }
2907
2908 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2909                         unsigned long end, unsigned int flags,
2910                         struct page **pages, int *nr)
2911 {
2912         struct page *page;
2913         struct folio *folio;
2914         int refs;
2915
2916         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2917                 return 0;
2918
2919         if (pud_devmap(orig)) {
2920                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2921                         return 0;
2922                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2923                                              pages, nr);
2924         }
2925
2926         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2927         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2928
2929         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2930         if (!folio)
2931                 return 0;
2932
2933         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2934                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2935                 return 0;
2936         }
2937
2938         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2939                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2940                 return 0;
2941         }
2942
2943         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2944                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2945                 return 0;
2946         }
2947
2948         *nr += refs;
2949         folio_set_referenced(folio);
2950         return 1;
2951 }
2952
2953 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2954                         unsigned long end, unsigned int flags,
2955                         struct page **pages, int *nr)
2956 {
2957         int refs;
2958         struct page *page;
2959         struct folio *folio;
2960
2961         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2962                 return 0;
2963
2964         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2965
2966         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2967         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2968
2969         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2970         if (!folio)
2971                 return 0;
2972
2973         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2974                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2975                 return 0;
2976         }
2977
2978         if (!pgd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2979                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2980                 return 0;
2981         }
2982
2983         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2984                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2985                 return 0;
2986         }
2987
2988         *nr += refs;
2989         folio_set_referenced(folio);
2990         return 1;
2991 }
2992
2993 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2994                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2995 {
2996         unsigned long next;
2997         pmd_t *pmdp;
2998
2999         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
3000         do {
3001                 pmd_t pmd = pmdp_get_lockless(pmdp);
3002
3003                 next = pmd_addr_end(addr, end);
3004                 if (!pmd_present(pmd))
3005                         return 0;
3006
3007                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
3008                              pmd_devmap(pmd))) {
3009                         /* See gup_pte_range() */
3010                         if (pmd_protnone(pmd))
3011                                 return 0;
3012
3013                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
3014                                 pages, nr))
3015                                 return 0;
3016
3017                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
3018                         /*
3019                          * architecture have different format for hugetlbfs
3020                          * pmd format and THP pmd format
3021                          */
3022                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
3023                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3024                                 return 0;
3025                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
3026                         return 0;
3027         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
3028
3029         return 1;
3030 }
3031
3032 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
3033                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3034 {
3035         unsigned long next;
3036         pud_t *pudp;
3037
3038         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
3039         do {
3040                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
3041
3042                 next = pud_addr_end(addr, end);
3043                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
3044                         return 0;
3045                 if (unlikely(pud_huge(pud) || pud_devmap(pud))) {
3046                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
3047                                           pages, nr))
3048                                 return 0;
3049                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
3050                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
3051                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3052                                 return 0;
3053                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
3054                         return 0;
3055         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
3056
3057         return 1;
3058 }
3059
3060 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
3061                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3062 {
3063         unsigned long next;
3064         p4d_t *p4dp;
3065
3066         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
3067         do {
3068                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
3069
3070                 next = p4d_addr_end(addr, end);
3071                 if (p4d_none(p4d))
3072                         return 0;
3073                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
3074                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
3075                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
3076                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3077                                 return 0;
3078                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
3079                         return 0;
3080         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
3081
3082         return 1;
3083 }
3084
3085 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3086                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3087 {
3088         unsigned long next;
3089         pgd_t *pgdp;
3090
3091         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
3092         do {
3093                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
3094
3095                 next = pgd_addr_end(addr, end);
3096                 if (pgd_none(pgd))
3097                         return;
3098                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
3099                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
3100                                           pages, nr))
3101                                 return;
3102                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
3103                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
3104                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3105                                 return;
3106                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
3107                         return;
3108         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
3109 }
3110 #else
3111 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3112                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3113 {
3114 }
3115 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
3116
3117 #ifndef gup_fast_permitted
3118 /*
3119  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
3120  * we need to fall back to the slow version:
3121  */
3122 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
3123 {
3124         return true;
3125 }
3126 #endif
3127
3128 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
3129                                             unsigned long end,
3130                                             unsigned int gup_flags,
3131                                             struct page **pages)
3132 {
3133         unsigned long flags;
3134         int nr_pinned = 0;
3135         unsigned seq;
3136
3137         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
3138             !gup_fast_permitted(start, end))
3139                 return 0;
3140
3141         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3142                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
3143                 if (seq & 1)
3144                         return 0;
3145         }
3146
3147         /*
3148          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
3149          * general purpose use of this routine.
3150          *
3151          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
3152          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
3153          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
3154          *
3155          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
3156          * that come from THPs splitting.
3157          */
3158         local_irq_save(flags);
3159         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
3160         local_irq_restore(flags);
3161
3162         /*
3163          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
3164          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
3165          */
3166         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3167                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3168                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3169                         return 0;
3170                 } else {
3171                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3172                 }
3173         }
3174         return nr_pinned;
3175 }
3176
3177 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3178                                         unsigned long nr_pages,
3179                                         unsigned int gup_flags,
3180                                         struct page **pages)
3181 {
3182         unsigned long len, end;
3183         unsigned long nr_pinned;
3184         int locked = 0;
3185         int ret;
3186
3187         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3188                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3189                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT |
3190                                        FOLL_PCI_P2PDMA | FOLL_HONOR_NUMA_FAULT)))
3191                 return -EINVAL;
3192
3193         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3194                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3195
3196         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3197                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3198
3199         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3200         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3201         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3202                 return -EOVERFLOW;
3203         if (end > TASK_SIZE_MAX)
3204                 return -EFAULT;
3205         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3206                 return -EFAULT;
3207
3208         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3209         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3210                 return nr_pinned;
3211
3212         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3213         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3214         pages += nr_pinned;
3215         ret = __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages - nr_pinned,
3216                                     pages, &locked,
3217                                     gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE);
3218         if (ret < 0) {
3219                 /*
3220                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3221                  * returning -errno is not an option
3222                  */
3223                 if (nr_pinned)
3224                         return nr_pinned;
3225                 return ret;
3226         }
3227         return ret + nr_pinned;
3228 }
3229
3230 /**
3231  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3232  * @start:      starting user address
3233  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3234  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3235  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3236  *              Should be at least nr_pages long.
3237  *
3238  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3239  * the regular GUP.
3240  *
3241  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3242  * pages pinned.
3243  *
3244  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3245  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3246  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3247  */
3248 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3249                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3250 {
3251         /*
3252          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3253          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3254          *
3255          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3256          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3257          */
3258         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3259                                FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY))
3260                 return -EINVAL;
3261
3262         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3263 }
3264 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3265
3266 /**
3267  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3268  * @start:      starting user address
3269  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3270  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3271  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3272  *              Should be at least nr_pages long.
3273  *
3274  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3275  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3276  * calling get_user_pages().
3277  *
3278  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3279  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3280  * -errno.
3281  */
3282 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3283                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3284 {
3285         /*
3286          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3287          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3288          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3289          * request.
3290          */
3291         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_GET))
3292                 return -EINVAL;
3293         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3294 }
3295 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3296
3297 /**
3298  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3299  *
3300  * @start:      starting user address
3301  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3302  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3303  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3304  *              Should be at least nr_pages long.
3305  *
3306  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3307  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3308  * the arguments here are identical.
3309  *
3310  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3311  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3312  *
3313  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3314  * pins in it and unpin_user_page() will not remove pins from it.
3315  */
3316 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3317                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3318 {
3319         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3320                 return -EINVAL;
3321         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3322 }
3323 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3324
3325 /**
3326  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3327  *
3328  * @mm:         mm_struct of target mm
3329  * @start:      starting user address
3330  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3331  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3332  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3333  *              Should be at least nr_pages long.
3334  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3335  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3336  *              utilised. Lock must initially be held.
3337  *
3338  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3339  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3340  * the arguments here are identical.
3341  *
3342  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3343  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3344  *
3345  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3346  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3347  */
3348 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3349                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3350                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3351                            int *locked)
3352 {
3353         int local_locked = 1;
3354
3355         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
3356                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
3357                 return 0;
3358         return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
3359                                      locked ? locked : &local_locked,
3360                                      gup_flags);
3361 }
3362 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3363
3364 /**
3365  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3366  *
3367  * @start:      starting user address
3368  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3369  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3370  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3371  *              Should be at least nr_pages long.
3372  *
3373  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3374  * FOLL_PIN is set.
3375  *
3376  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3377  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3378  *
3379  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3380  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3381  */
3382 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3383                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3384 {
3385         int locked = 1;
3386
3387         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3388                 return 0;
3389         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3390                                      pages, &locked, gup_flags);
3391 }
3392 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3393
3394 /*
3395  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3396  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3397  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3398  *
3399  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3400  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3401  */
3402 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3403                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3404 {
3405         int locked = 0;
3406
3407         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3408                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
3409                 return 0;
3410
3411         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
3412                                      &locked, gup_flags);
3413 }
3414 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);