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