Merge tag 'filelock-v6.6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jlayton...
[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(vma, flags))
601                 goto no_page;
602
603         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
604
605         /*
606          * We only care about anon pages in can_follow_write_pte() and don't
607          * have to worry about pte_devmap() because they are never anon.
608          */
609         if ((flags & FOLL_WRITE) &&
610             !can_follow_write_pte(pte, page, vma, flags)) {
611                 page = NULL;
612                 goto out;
613         }
614
615         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
616                 /*
617                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
618                  * case since they are only valid while holding the pgmap
619                  * reference.
620                  */
621                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
622                 if (*pgmap)
623                         page = pte_page(pte);
624                 else
625                         goto no_page;
626         } else if (unlikely(!page)) {
627                 if (flags & FOLL_DUMP) {
628                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
629                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
630                         goto out;
631                 }
632
633                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
634                         page = pte_page(pte);
635                 } else {
636                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
637                         page = ERR_PTR(ret);
638                         goto out;
639                 }
640         }
641
642         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(vma, flags, page)) {
643                 page = ERR_PTR(-EMLINK);
644                 goto out;
645         }
646
647         VM_BUG_ON_PAGE((flags & FOLL_PIN) && PageAnon(page) &&
648                        !PageAnonExclusive(page), page);
649
650         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
651         ret = try_grab_page(page, flags);
652         if (unlikely(ret)) {
653                 page = ERR_PTR(ret);
654                 goto out;
655         }
656
657         /*
658          * We need to make the page accessible if and only if we are going
659          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
660          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
661          */
662         if (flags & FOLL_PIN) {
663                 ret = arch_make_page_accessible(page);
664                 if (ret) {
665                         unpin_user_page(page);
666                         page = ERR_PTR(ret);
667                         goto out;
668                 }
669         }
670         if (flags & FOLL_TOUCH) {
671                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
672                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
673                         set_page_dirty(page);
674                 /*
675                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
676                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
677                  * mark_page_accessed().
678                  */
679                 mark_page_accessed(page);
680         }
681 out:
682         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
683         return page;
684 no_page:
685         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
686         if (!pte_none(pte))
687                 return NULL;
688         return no_page_table(vma, flags);
689 }
690
691 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
692                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
693                                     unsigned int flags,
694                                     struct follow_page_context *ctx)
695 {
696         pmd_t *pmd, pmdval;
697         spinlock_t *ptl;
698         struct page *page;
699         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
700
701         pmd = pmd_offset(pudp, address);
702         pmdval = pmdp_get_lockless(pmd);
703         if (pmd_none(pmdval))
704                 return no_page_table(vma, flags);
705         if (!pmd_present(pmdval))
706                 return no_page_table(vma, flags);
707         if (pmd_devmap(pmdval)) {
708                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
709                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
710                 spin_unlock(ptl);
711                 if (page)
712                         return page;
713         }
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(vma, 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 page *page;
815         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
816
817         ctx->page_mask = 0;
818
819         /*
820          * Call hugetlb_follow_page_mask for hugetlb vmas as it will use
821          * special hugetlb page table walking code.  This eliminates the
822          * need to check for hugetlb entries in the general walking code.
823          *
824          * hugetlb_follow_page_mask is only for follow_page() handling here.
825          * Ordinary GUP uses follow_hugetlb_page for hugetlb processing.
826          */
827         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
828                 page = hugetlb_follow_page_mask(vma, address, flags);
829                 if (!page)
830                         page = no_page_table(vma, flags);
831                 return page;
832         }
833
834         pgd = pgd_offset(mm, address);
835
836         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
837                 return no_page_table(vma, flags);
838
839         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
840 }
841
842 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
843                          unsigned int foll_flags)
844 {
845         struct follow_page_context ctx = { NULL };
846         struct page *page;
847
848         if (vma_is_secretmem(vma))
849                 return NULL;
850
851         if (WARN_ON_ONCE(foll_flags & FOLL_PIN))
852                 return NULL;
853
854         /*
855          * We never set FOLL_HONOR_NUMA_FAULT because callers don't expect
856          * to fail on PROT_NONE-mapped pages.
857          */
858         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
859         if (ctx.pgmap)
860                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
861         return page;
862 }
863
864 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
865                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
866                 struct page **page)
867 {
868         pgd_t *pgd;
869         p4d_t *p4d;
870         pud_t *pud;
871         pmd_t *pmd;
872         pte_t *pte;
873         pte_t entry;
874         int ret = -EFAULT;
875
876         /* user gate pages are read-only */
877         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
878                 return -EFAULT;
879         if (address > TASK_SIZE)
880                 pgd = pgd_offset_k(address);
881         else
882                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
883         if (pgd_none(*pgd))
884                 return -EFAULT;
885         p4d = p4d_offset(pgd, address);
886         if (p4d_none(*p4d))
887                 return -EFAULT;
888         pud = pud_offset(p4d, address);
889         if (pud_none(*pud))
890                 return -EFAULT;
891         pmd = pmd_offset(pud, address);
892         if (!pmd_present(*pmd))
893                 return -EFAULT;
894         pte = pte_offset_map(pmd, address);
895         if (!pte)
896                 return -EFAULT;
897         entry = ptep_get(pte);
898         if (pte_none(entry))
899                 goto unmap;
900         *vma = get_gate_vma(mm);
901         if (!page)
902                 goto out;
903         *page = vm_normal_page(*vma, address, entry);
904         if (!*page) {
905                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(entry)))
906                         goto unmap;
907                 *page = pte_page(entry);
908         }
909         ret = try_grab_page(*page, gup_flags);
910         if (unlikely(ret))
911                 goto unmap;
912 out:
913         ret = 0;
914 unmap:
915         pte_unmap(pte);
916         return ret;
917 }
918
919 /*
920  * mmap_lock must be held on entry.  If @flags has FOLL_UNLOCKABLE but not
921  * FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it is, *@locked will be set
922  * to 0 and -EBUSY returned.
923  */
924 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
925                 unsigned long address, unsigned int *flags, bool unshare,
926                 int *locked)
927 {
928         unsigned int fault_flags = 0;
929         vm_fault_t ret;
930
931         if (*flags & FOLL_NOFAULT)
932                 return -EFAULT;
933         if (*flags & FOLL_WRITE)
934                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
935         if (*flags & FOLL_REMOTE)
936                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
937         if (*flags & FOLL_UNLOCKABLE) {
938                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
939                 /*
940                  * FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE is opt-in. GUP callers must set
941                  * FOLL_INTERRUPTIBLE to enable FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE.
942                  * That's because some callers may not be prepared to
943                  * handle early exits caused by non-fatal signals.
944                  */
945                 if (*flags & FOLL_INTERRUPTIBLE)
946                         fault_flags |= FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE;
947         }
948         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
949                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
950         if (*flags & FOLL_TRIED) {
951                 /*
952                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
953                  * can co-exist
954                  */
955                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
956         }
957         if (unshare) {
958                 fault_flags |= FAULT_FLAG_UNSHARE;
959                 /* FAULT_FLAG_WRITE and FAULT_FLAG_UNSHARE are incompatible */
960                 VM_BUG_ON(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
961         }
962
963         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
964
965         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
966                 /*
967                  * With FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT we'll never release the
968                  * mmap lock in the page fault handler. Sanity check this.
969                  */
970                 WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT);
971                 *locked = 0;
972
973                 /*
974                  * We should do the same as VM_FAULT_RETRY, but let's not
975                  * return -EBUSY since that's not reflecting the reality of
976                  * what has happened - we've just fully completed a page
977                  * fault, with the mmap lock released.  Use -EAGAIN to show
978                  * that we want to take the mmap lock _again_.
979                  */
980                 return -EAGAIN;
981         }
982
983         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
984                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
985
986                 if (err)
987                         return err;
988                 BUG();
989         }
990
991         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
992                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
993                         *locked = 0;
994                 return -EBUSY;
995         }
996
997         return 0;
998 }
999
1000 /*
1001  * Writing to file-backed mappings which require folio dirty tracking using GUP
1002  * is a fundamentally broken operation, as kernel write access to GUP mappings
1003  * do not adhere to the semantics expected by a file system.
1004  *
1005  * Consider the following scenario:-
1006  *
1007  * 1. A folio is written to via GUP which write-faults the memory, notifying
1008  *    the file system and dirtying the folio.
1009  * 2. Later, writeback is triggered, resulting in the folio being cleaned and
1010  *    the PTE being marked read-only.
1011  * 3. The GUP caller writes to the folio, as it is mapped read/write via the
1012  *    direct mapping.
1013  * 4. The GUP caller, now done with the page, unpins it and sets it dirty
1014  *    (though it does not have to).
1015  *
1016  * This results in both data being written to a folio without writenotify, and
1017  * the folio being dirtied unexpectedly (if the caller decides to do so).
1018  */
1019 static bool writable_file_mapping_allowed(struct vm_area_struct *vma,
1020                                           unsigned long gup_flags)
1021 {
1022         /*
1023          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
1024          * pin is the most egregious case so this is the case we disallow.
1025          */
1026         if ((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM)) !=
1027             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM))
1028                 return true;
1029
1030         /*
1031          * If the VMA does not require dirty tracking then no problematic write
1032          * can occur either.
1033          */
1034         return !vma_needs_dirty_tracking(vma);
1035 }
1036
1037 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
1038 {
1039         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
1040         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
1041         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
1042         bool vma_anon = vma_is_anonymous(vma);
1043
1044         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1045                 return -EFAULT;
1046
1047         if ((gup_flags & FOLL_ANON) && !vma_anon)
1048                 return -EFAULT;
1049
1050         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
1051                 return -EOPNOTSUPP;
1052
1053         if (vma_is_secretmem(vma))
1054                 return -EFAULT;
1055
1056         if (write) {
1057                 if (!vma_anon &&
1058                     !writable_file_mapping_allowed(vma, gup_flags))
1059                         return -EFAULT;
1060
1061                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
1062                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1063                                 return -EFAULT;
1064                         /* hugetlb does not support FOLL_FORCE|FOLL_WRITE. */
1065                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1066                                 return -EFAULT;
1067                         /*
1068                          * We used to let the write,force case do COW in a
1069                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1070                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1071                          * executable, without corrupting the file (yet only
1072                          * when that file had been opened for writing!).
1073                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1074                          * just reject it.
1075                          */
1076                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1077                                 return -EFAULT;
1078                 }
1079         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1080                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1081                         return -EFAULT;
1082                 /*
1083                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1084                  * have VM_MAYREAD set?
1085                  */
1086                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1087                         return -EFAULT;
1088         }
1089         /*
1090          * gups are always data accesses, not instruction
1091          * fetches, so execute=false here
1092          */
1093         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1094                 return -EFAULT;
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * This is "vma_lookup()", but with a warning if we would have
1100  * historically expanded the stack in the GUP code.
1101  */
1102 static struct vm_area_struct *gup_vma_lookup(struct mm_struct *mm,
1103          unsigned long addr)
1104 {
1105 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
1106         return vma_lookup(mm, addr);
1107 #else
1108         static volatile unsigned long next_warn;
1109         struct vm_area_struct *vma;
1110         unsigned long now, next;
1111
1112         vma = find_vma(mm, addr);
1113         if (!vma || (addr >= vma->vm_start))
1114                 return vma;
1115
1116         /* Only warn for half-way relevant accesses */
1117         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
1118                 return NULL;
1119         if (vma->vm_start - addr > 65536)
1120                 return NULL;
1121
1122         /* Let's not warn more than once an hour.. */
1123         now = jiffies; next = next_warn;
1124         if (next && time_before(now, next))
1125                 return NULL;
1126         next_warn = now + 60*60*HZ;
1127
1128         /* Let people know things may have changed. */
1129         pr_warn("GUP no longer grows the stack in %s (%d): %lx-%lx (%lx)\n",
1130                 current->comm, task_pid_nr(current),
1131                 vma->vm_start, vma->vm_end, addr);
1132         dump_stack();
1133         return NULL;
1134 #endif
1135 }
1136
1137 /**
1138  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1139  * @mm:         mm_struct of target mm
1140  * @start:      starting user address
1141  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1142  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1143  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1144  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1145  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1146  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1147  *
1148  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1149  * number requested), or an error. Details about the return value:
1150  *
1151  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1152  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1153  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1154  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1155  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1156  *
1157  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1158  *
1159  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1160  *
1161  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1162  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1163  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1164  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1165  *
1166  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1167  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1168  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1169  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
1170  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1171  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1172  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1173  * locks can't be held over the syscall boundary.
1174  *
1175  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1176  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1177  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1178  * before put_page is called.
1179  *
1180  * If FOLL_UNLOCKABLE is set without FOLL_NOWAIT then the mmap_lock may
1181  * be released. If this happens *@locked will be set to 0 on return.
1182  *
1183  * A caller using such a combination of @gup_flags must therefore hold the
1184  * mmap_lock for reading only, and recognize when it's been released. Otherwise,
1185  * it must be held for either reading or writing and will not be released.
1186  *
1187  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1188  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1189  * you need some special @gup_flags.
1190  */
1191 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1192                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1193                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1194                 int *locked)
1195 {
1196         long ret = 0, i = 0;
1197         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1198         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1199
1200         if (!nr_pages)
1201                 return 0;
1202
1203         start = untagged_addr_remote(mm, start);
1204
1205         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1206
1207         do {
1208                 struct page *page;
1209                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1210                 unsigned int page_increm;
1211
1212                 /* first iteration or cross vma bound */
1213                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1214                         vma = gup_vma_lookup(mm, start);
1215                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1216                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1217                                                 gup_flags, &vma,
1218                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1219                                 if (ret)
1220                                         goto out;
1221                                 ctx.page_mask = 0;
1222                                 goto next_page;
1223                         }
1224
1225                         if (!vma) {
1226                                 ret = -EFAULT;
1227                                 goto out;
1228                         }
1229                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1230                         if (ret)
1231                                 goto out;
1232
1233                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1234                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages,
1235                                                         &start, &nr_pages, i,
1236                                                         gup_flags, locked);
1237                                 if (!*locked) {
1238                                         /*
1239                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1240                                          * and we've lost mmap_lock.
1241                                          * We must stop here.
1242                                          */
1243                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1244                                         goto out;
1245                                 }
1246                                 continue;
1247                         }
1248                 }
1249 retry:
1250                 /*
1251                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1252                  * potentially allocating memory.
1253                  */
1254                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1255                         ret = -EINTR;
1256                         goto out;
1257                 }
1258                 cond_resched();
1259
1260                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1261                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1262                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1263                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1264                         switch (ret) {
1265                         case 0:
1266                                 goto retry;
1267                         case -EBUSY:
1268                         case -EAGAIN:
1269                                 ret = 0;
1270                                 fallthrough;
1271                         case -EFAULT:
1272                         case -ENOMEM:
1273                         case -EHWPOISON:
1274                                 goto out;
1275                         }
1276                         BUG();
1277                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1278                         /*
1279                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1280                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1281                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1282                          * for this page.
1283                          */
1284                         if (pages) {
1285                                 ret = PTR_ERR(page);
1286                                 goto out;
1287                         }
1288
1289                         goto next_page;
1290                 } else if (IS_ERR(page)) {
1291                         ret = PTR_ERR(page);
1292                         goto out;
1293                 }
1294                 if (pages) {
1295                         pages[i] = page;
1296                         flush_anon_page(vma, page, start);
1297                         flush_dcache_page(page);
1298                         ctx.page_mask = 0;
1299                 }
1300 next_page:
1301                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1302                 if (page_increm > nr_pages)
1303                         page_increm = nr_pages;
1304                 i += page_increm;
1305                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1306                 nr_pages -= page_increm;
1307         } while (nr_pages);
1308 out:
1309         if (ctx.pgmap)
1310                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1311         return i ? i : ret;
1312 }
1313
1314 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1315                               unsigned int fault_flags)
1316 {
1317         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1318         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1319         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1320
1321         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1322                 return false;
1323
1324         /*
1325          * The architecture might have a hardware protection
1326          * mechanism other than read/write that can deny access.
1327          *
1328          * gup always represents data access, not instruction
1329          * fetches, so execute=false here:
1330          */
1331         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1332                 return false;
1333
1334         return true;
1335 }
1336
1337 /**
1338  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1339  * @mm:         mm_struct of target mm
1340  * @address:    user address
1341  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1342  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1343  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1344  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1345  *
1346  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1347  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1348  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1349  * trying again.
1350  *
1351  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1352  *
1353  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1354  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1355  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1356  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1357  *
1358  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1359  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1360  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1361  * succeed.
1362  *
1363  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1364  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1365  */
1366 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1367                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1368                      bool *unlocked)
1369 {
1370         struct vm_area_struct *vma;
1371         vm_fault_t ret;
1372
1373         address = untagged_addr_remote(mm, address);
1374
1375         if (unlocked)
1376                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1377
1378 retry:
1379         vma = gup_vma_lookup(mm, address);
1380         if (!vma)
1381                 return -EFAULT;
1382
1383         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1384                 return -EFAULT;
1385
1386         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1387             fatal_signal_pending(current))
1388                 return -EINTR;
1389
1390         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1391
1392         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1393                 /*
1394                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1395                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1396                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1397                  */
1398                 mmap_read_lock(mm);
1399                 *unlocked = true;
1400                 return 0;
1401         }
1402
1403         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1404                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1405
1406                 if (err)
1407                         return err;
1408                 BUG();
1409         }
1410
1411         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1412                 mmap_read_lock(mm);
1413                 *unlocked = true;
1414                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1415                 goto retry;
1416         }
1417
1418         return 0;
1419 }
1420 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1421
1422 /*
1423  * GUP always responds to fatal signals.  When FOLL_INTERRUPTIBLE is
1424  * specified, it'll also respond to generic signals.  The caller of GUP
1425  * that has FOLL_INTERRUPTIBLE should take care of the GUP interruption.
1426  */
1427 static bool gup_signal_pending(unsigned int flags)
1428 {
1429         if (fatal_signal_pending(current))
1430                 return true;
1431
1432         if (!(flags & FOLL_INTERRUPTIBLE))
1433                 return false;
1434
1435         return signal_pending(current);
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Locking: (*locked == 1) means that the mmap_lock has already been acquired by
1440  * the caller. This function may drop the mmap_lock. If it does so, then it will
1441  * set (*locked = 0).
1442  *
1443  * (*locked == 0) means that the caller expects this function to acquire and
1444  * drop the mmap_lock. Therefore, the value of *locked will still be zero when
1445  * the function returns, even though it may have changed temporarily during
1446  * function execution.
1447  *
1448  * Please note that this function, unlike __get_user_pages(), will not return 0
1449  * for nr_pages > 0, unless FOLL_NOWAIT is used.
1450  */
1451 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1452                                                 unsigned long start,
1453                                                 unsigned long nr_pages,
1454                                                 struct page **pages,
1455                                                 int *locked,
1456                                                 unsigned int flags)
1457 {
1458         long ret, pages_done;
1459         bool must_unlock = false;
1460
1461         /*
1462          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1463          * lock must be released when this returns.
1464          */
1465         if (!*locked) {
1466                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1467                         return -EAGAIN;
1468                 must_unlock = true;
1469                 *locked = 1;
1470         }
1471         else
1472                 mmap_assert_locked(mm);
1473
1474         if (flags & FOLL_PIN)
1475                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1476
1477         /*
1478          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1479          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1480          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1481          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1482          *
1483          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1484          * that here, as any failures will be obvious enough.
1485          */
1486         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1487                 flags |= FOLL_GET;
1488
1489         pages_done = 0;
1490         for (;;) {
1491                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1492                                        locked);
1493                 if (!(flags & FOLL_UNLOCKABLE)) {
1494                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1495                         pages_done = ret;
1496                         break;
1497                 }
1498
1499                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1500                 if (!*locked) {
1501                         BUG_ON(ret < 0);
1502                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1503                 }
1504
1505                 if (ret > 0) {
1506                         nr_pages -= ret;
1507                         pages_done += ret;
1508                         if (!nr_pages)
1509                                 break;
1510                 }
1511                 if (*locked) {
1512                         /*
1513                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1514                          * FOLL_NOWAIT.
1515                          */
1516                         if (!pages_done)
1517                                 pages_done = ret;
1518                         break;
1519                 }
1520                 /*
1521                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1522                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1523                  */
1524                 if (likely(pages))
1525                         pages += ret;
1526                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1527
1528                 /* The lock was temporarily dropped, so we must unlock later */
1529                 must_unlock = true;
1530
1531 retry:
1532                 /*
1533                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1534                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1535                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1536                  * by fatal signals of even common signals, depending on
1537                  * the caller's request. So we need to check it before we
1538                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1539                  */
1540                 if (gup_signal_pending(flags)) {
1541                         if (!pages_done)
1542                                 pages_done = -EINTR;
1543                         break;
1544                 }
1545
1546                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1547                 if (ret) {
1548                         BUG_ON(ret > 0);
1549                         if (!pages_done)
1550                                 pages_done = ret;
1551                         break;
1552                 }
1553
1554                 *locked = 1;
1555                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1556                                        pages, locked);
1557                 if (!*locked) {
1558                         /* Continue to retry until we succeeded */
1559                         BUG_ON(ret != 0);
1560                         goto retry;
1561                 }
1562                 if (ret != 1) {
1563                         BUG_ON(ret > 1);
1564                         if (!pages_done)
1565                                 pages_done = ret;
1566                         break;
1567                 }
1568                 nr_pages--;
1569                 pages_done++;
1570                 if (!nr_pages)
1571                         break;
1572                 if (likely(pages))
1573                         pages++;
1574                 start += PAGE_SIZE;
1575         }
1576         if (must_unlock && *locked) {
1577                 /*
1578                  * We either temporarily dropped the lock, or the caller
1579                  * requested that we both acquire and drop the lock. Either way,
1580                  * we must now unlock, and notify the caller of that state.
1581                  */
1582                 mmap_read_unlock(mm);
1583                 *locked = 0;
1584         }
1585         return pages_done;
1586 }
1587
1588 /**
1589  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1590  * @vma:   target vma
1591  * @start: start address
1592  * @end:   end address
1593  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1594  *
1595  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1596  *
1597  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1598  * code on error.
1599  *
1600  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1601  *
1602  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1603  * be unperturbed.
1604  *
1605  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1606  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1607  */
1608 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1609                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1610 {
1611         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1612         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1613         int local_locked = 1;
1614         int gup_flags;
1615         long ret;
1616
1617         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1618         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1619         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1620         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1621         mmap_assert_locked(mm);
1622
1623         /*
1624          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1625          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1626          */
1627         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1628                 return nr_pages;
1629
1630         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1631         /*
1632          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1633          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1634          * and we would not want to dirty them for nothing.
1635          */
1636         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1637                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1638
1639         /*
1640          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1641          * other than PROT_NONE.
1642          */
1643         if (vma_is_accessible(vma))
1644                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1645
1646         if (locked)
1647                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
1648
1649         /*
1650          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1651          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1652          */
1653         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1654                                NULL, locked ? locked : &local_locked);
1655         lru_add_drain();
1656         return ret;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1661  *                            given VMA range readable/writable
1662  *
1663  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1664  *
1665  * @vma: target vma
1666  * @start: start address
1667  * @end: end address
1668  * @write: whether to prefault readable or writable
1669  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1670  *
1671  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1672  * code on error (see __get_user_pages()).
1673  *
1674  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1675  * covered by the VMA. If it's released, *@locked will be set to 0.
1676  */
1677 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1678                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1679 {
1680         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1681         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1682         int gup_flags;
1683         long ret;
1684
1685         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1686         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1687         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1688         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1689         mmap_assert_locked(mm);
1690
1691         /*
1692          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1693          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1694          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1695          *             in the page table.
1696          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1697          *                a poisoned page.
1698          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1699          */
1700         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON | FOLL_UNLOCKABLE;
1701         if (write)
1702                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1703
1704         /*
1705          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1706          * problems or incompatible mappings.
1707          */
1708         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1709                 return -EINVAL;
1710
1711         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1712                                NULL, locked);
1713         lru_add_drain();
1714         return ret;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1719  *
1720  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1721  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1722  * mmap_lock must not be held.
1723  */
1724 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1725 {
1726         struct mm_struct *mm = current->mm;
1727         unsigned long end, nstart, nend;
1728         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1729         int locked = 0;
1730         long ret = 0;
1731
1732         end = start + len;
1733
1734         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1735                 /*
1736                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1737                  * Find first corresponding VMA.
1738                  */
1739                 if (!locked) {
1740                         locked = 1;
1741                         mmap_read_lock(mm);
1742                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1743                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1744                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1745
1746                 if (!vma)
1747                         break;
1748                 /*
1749                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1750                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1751                  */
1752                 nend = min(end, vma->vm_end);
1753                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1754                         continue;
1755                 if (nstart < vma->vm_start)
1756                         nstart = vma->vm_start;
1757                 /*
1758                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1759                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1760                  * if the vma was already munlocked.
1761                  */
1762                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1763                 if (ret < 0) {
1764                         if (ignore_errors) {
1765                                 ret = 0;
1766                                 continue;       /* continue at next VMA */
1767                         }
1768                         break;
1769                 }
1770                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1771                 ret = 0;
1772         }
1773         if (locked)
1774                 mmap_read_unlock(mm);
1775         return ret;     /* 0 or negative error code */
1776 }
1777 #else /* CONFIG_MMU */
1778 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1779                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1780                 int *locked, unsigned int foll_flags)
1781 {
1782         struct vm_area_struct *vma;
1783         bool must_unlock = false;
1784         unsigned long vm_flags;
1785         long i;
1786
1787         if (!nr_pages)
1788                 return 0;
1789
1790         /*
1791          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1792          * lock must be released when this returns.
1793          */
1794         if (!*locked) {
1795                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1796                         return -EAGAIN;
1797                 must_unlock = true;
1798                 *locked = 1;
1799         }
1800
1801         /* calculate required read or write permissions.
1802          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1803          */
1804         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1805                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1806         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1807                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1808
1809         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1810                 vma = find_vma(mm, start);
1811                 if (!vma)
1812                         break;
1813
1814                 /* protect what we can, including chardevs */
1815                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1816                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1817                         break;
1818
1819                 if (pages) {
1820                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1821                         if (pages[i])
1822                                 get_page(pages[i]);
1823                 }
1824
1825                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1826         }
1827
1828         if (must_unlock && *locked) {
1829                 mmap_read_unlock(mm);
1830                 *locked = 0;
1831         }
1832
1833         return i ? : -EFAULT;
1834 }
1835 #endif /* !CONFIG_MMU */
1836
1837 /**
1838  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1839  * @uaddr: start of address range
1840  * @size: size of address range
1841  *
1842  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1843  * copy_from_user()).
1844  */
1845 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1846 {
1847         char __user *start = uaddr, *end;
1848
1849         if (unlikely(size == 0))
1850                 return 0;
1851         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1852                 return size;
1853         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1854                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1855                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1856         }
1857         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1858         if (unlikely(end < start))
1859                 end = NULL;
1860         while (uaddr != end) {
1861                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1862                 uaddr += PAGE_SIZE;
1863         }
1864
1865 out:
1866         user_write_access_end();
1867         if (size > uaddr - start)
1868                 return size - (uaddr - start);
1869         return 0;
1870 }
1871 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1872
1873 /**
1874  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1875  * @uaddr: start of address range
1876  * @size: size of address range
1877  *
1878  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1879  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1880  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1881  *
1882  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1883  * copy_from_user()).
1884  */
1885 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1886 {
1887         size_t faulted_in;
1888
1889         /*
1890          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1891          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1892          * functions may not check for this.
1893          */
1894         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1895         if (faulted_in)
1896                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1897
1898         return size - faulted_in;
1899 }
1900 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1901
1902 /*
1903  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1904  * @uaddr: start of address range
1905  * @size: length of address range
1906  *
1907  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1908  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1909  * memory.
1910  *
1911  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1912  *
1913  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1914  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1915  * time.
1916  *
1917  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1918  * copy_from_user().
1919  */
1920 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1921 {
1922         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1923         struct mm_struct *mm = current->mm;
1924         bool unlocked = false;
1925
1926         if (unlikely(size == 0))
1927                 return 0;
1928         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1929         if (end < start)
1930                 end = 0;
1931
1932         mmap_read_lock(mm);
1933         do {
1934                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1935                         break;
1936                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1937         } while (start != end);
1938         mmap_read_unlock(mm);
1939
1940         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1941                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1942         return 0;
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1945
1946 /**
1947  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1948  * @uaddr: start of user address range
1949  * @size: size of user address range
1950  *
1951  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1952  * copy_from_user()).
1953  */
1954 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1955 {
1956         const char __user *start = uaddr, *end;
1957         volatile char c;
1958
1959         if (unlikely(size == 0))
1960                 return 0;
1961         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1962                 return size;
1963         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1964                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1965                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1966         }
1967         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1968         if (unlikely(end < start))
1969                 end = NULL;
1970         while (uaddr != end) {
1971                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1972                 uaddr += PAGE_SIZE;
1973         }
1974
1975 out:
1976         user_read_access_end();
1977         (void)c;
1978         if (size > uaddr - start)
1979                 return size - (uaddr - start);
1980         return 0;
1981 }
1982 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
1983
1984 /**
1985  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1986  * @addr: user address
1987  *
1988  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1989  * to be freed afterwards by put_page().
1990  *
1991  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1992  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1993  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1994  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
1995  *
1996  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1997  */
1998 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1999 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
2000 {
2001         struct page *page;
2002         int locked = 0;
2003         int ret;
2004
2005         ret = __get_user_pages_locked(current->mm, addr, 1, &page, &locked,
2006                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
2007         return (ret == 1) ? page : NULL;
2008 }
2009 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
2010
2011 #ifdef CONFIG_MIGRATION
2012 /*
2013  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
2014  */
2015 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
2016                                         struct list_head *movable_page_list,
2017                                         unsigned long nr_pages,
2018                                         struct page **pages)
2019 {
2020         unsigned long i, collected = 0;
2021         struct folio *prev_folio = NULL;
2022         bool drain_allow = true;
2023
2024         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2025                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2026
2027                 if (folio == prev_folio)
2028                         continue;
2029                 prev_folio = folio;
2030
2031                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
2032                         continue;
2033
2034                 collected++;
2035
2036                 if (folio_is_device_coherent(folio))
2037                         continue;
2038
2039                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2040                         isolate_hugetlb(folio, movable_page_list);
2041                         continue;
2042                 }
2043
2044                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
2045                         lru_add_drain_all();
2046                         drain_allow = false;
2047                 }
2048
2049                 if (!folio_isolate_lru(folio))
2050                         continue;
2051
2052                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
2053                 node_stat_mod_folio(folio,
2054                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
2055                                     folio_nr_pages(folio));
2056         }
2057
2058         return collected;
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
2063  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
2064  * (or partial success).
2065  */
2066 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
2067                                         struct list_head *movable_page_list,
2068                                         unsigned long nr_pages,
2069                                         struct page **pages)
2070 {
2071         int ret;
2072         unsigned long i;
2073
2074         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2075                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2076
2077                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2078                         /*
2079                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2080                          * the pin on the source page to a normal reference.
2081                          */
2082                         pages[i] = NULL;
2083                         folio_get(folio);
2084                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2085
2086                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2087                                 ret = -EBUSY;
2088                                 goto err;
2089                         }
2090
2091                         continue;
2092                 }
2093
2094                 /*
2095                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2096                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2097                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2098                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2099                  * page won't be freed if it's migrating.
2100                  */
2101                 unpin_user_page(pages[i]);
2102                 pages[i] = NULL;
2103         }
2104
2105         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2106                 struct migration_target_control mtc = {
2107                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2108                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2109                 };
2110
2111                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2112                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2113                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2114                         ret = -ENOMEM;
2115                         goto err;
2116                 }
2117         }
2118
2119         putback_movable_pages(movable_page_list);
2120
2121         return -EAGAIN;
2122
2123 err:
2124         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2125                 if (pages[i])
2126                         unpin_user_page(pages[i]);
2127         putback_movable_pages(movable_page_list);
2128
2129         return ret;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2134  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2135  * this routine.
2136  *
2137  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2138  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2139  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2140  * call this routine again.
2141  *
2142  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2143  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2144  *
2145  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2146  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2147  */
2148 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2149                                             struct page **pages)
2150 {
2151         unsigned long collected;
2152         LIST_HEAD(movable_page_list);
2153
2154         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2155                                                 nr_pages, pages);
2156         if (!collected)
2157                 return 0;
2158
2159         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2160                                                 pages);
2161 }
2162 #else
2163 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2164                                             struct page **pages)
2165 {
2166         return 0;
2167 }
2168 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2169
2170 /*
2171  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2172  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2173  */
2174 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2175                                   unsigned long start,
2176                                   unsigned long nr_pages,
2177                                   struct page **pages,
2178                                   int *locked,
2179                                   unsigned int gup_flags)
2180 {
2181         unsigned int flags;
2182         long rc, nr_pinned_pages;
2183
2184         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2185                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2186                                                locked, gup_flags);
2187
2188         flags = memalloc_pin_save();
2189         do {
2190                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2191                                                           pages, locked,
2192                                                           gup_flags);
2193                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2194                         rc = nr_pinned_pages;
2195                         break;
2196                 }
2197
2198                 /* FOLL_LONGTERM implies FOLL_PIN */
2199                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2200         } while (rc == -EAGAIN);
2201         memalloc_pin_restore(flags);
2202         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Check that the given flags are valid for the exported gup/pup interface, and
2207  * update them with the required flags that the caller must have set.
2208  */
2209 static bool is_valid_gup_args(struct page **pages, int *locked,
2210                               unsigned int *gup_flags_p, unsigned int to_set)
2211 {
2212         unsigned int gup_flags = *gup_flags_p;
2213
2214         /*
2215          * These flags not allowed to be specified externally to the gup
2216          * interfaces:
2217          * - FOLL_PIN/FOLL_TRIED/FOLL_FAST_ONLY are internal only
2218          * - FOLL_REMOTE is internal only and used on follow_page()
2219          * - FOLL_UNLOCKABLE is internal only and used if locked is !NULL
2220          */
2221         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_TRIED | FOLL_UNLOCKABLE |
2222                                       FOLL_REMOTE | FOLL_FAST_ONLY)))
2223                 return false;
2224
2225         gup_flags |= to_set;
2226         if (locked) {
2227                 /* At the external interface locked must be set */
2228                 if (WARN_ON_ONCE(*locked != 1))
2229                         return false;
2230
2231                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
2232         }
2233
2234         /*
2235          * For now, always trigger NUMA hinting faults. Some GUP users like
2236          * KVM require the hint to be as the calling context of GUP is
2237          * functionally similar to a memory reference from task context.
2238          */
2239         gup_flags |= FOLL_HONOR_NUMA_FAULT;
2240
2241         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2242         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
2243                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
2244                 return false;
2245
2246         /* LONGTERM can only be specified when pinning */
2247         if (WARN_ON_ONCE(!(gup_flags & FOLL_PIN) && (gup_flags & FOLL_LONGTERM)))
2248                 return false;
2249
2250         /* Pages input must be given if using GET/PIN */
2251         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) && !pages))
2252                 return false;
2253
2254         /* We want to allow the pgmap to be hot-unplugged at all times */
2255         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & FOLL_LONGTERM) &&
2256                          (gup_flags & FOLL_PCI_P2PDMA)))
2257                 return false;
2258
2259         *gup_flags_p = gup_flags;
2260         return true;
2261 }
2262
2263 #ifdef CONFIG_MMU
2264 /**
2265  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2266  * @mm:         mm_struct of target mm
2267  * @start:      starting user address
2268  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2269  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2270  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2271  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2272  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2273  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2274  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2275  *              utilised. Lock must initially be held.
2276  *
2277  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2278  * number requested), or an error. Details about the return value:
2279  *
2280  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2281  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2282  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2283  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2284  *
2285  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2286  *
2287  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2288  *
2289  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2290  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2291  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2292  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2293  *
2294  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2295  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2296  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2297  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
2298  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2299  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2300  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2301  * locks can't be held over the syscall boundary.
2302  *
2303  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2304  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2305  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2306  *
2307  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2308  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2309  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2310  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2311  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2312  *
2313  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2314  *
2315  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2316  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2317  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2318  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2319  */
2320 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2321                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2322                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2323                 int *locked)
2324 {
2325         int local_locked = 1;
2326
2327         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
2328                                FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
2329                 return -EINVAL;
2330
2331         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2332                                        locked ? locked : &local_locked,
2333                                        gup_flags);
2334 }
2335 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2336
2337 #else /* CONFIG_MMU */
2338 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2339                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2340                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2341                            int *locked)
2342 {
2343         return 0;
2344 }
2345 #endif /* !CONFIG_MMU */
2346
2347 /**
2348  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2349  * @start:      starting user address
2350  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2351  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2352  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2353  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2354  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2355  *
2356  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2357  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2358  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2359  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2360  */
2361 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2362                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2363 {
2364         int locked = 1;
2365
2366         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_TOUCH))
2367                 return -EINVAL;
2368
2369         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2370                                        &locked, gup_flags);
2371 }
2372 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2373
2374 /*
2375  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2376  *
2377  *      mmap_read_lock(mm);
2378  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2379  *      mmap_read_unlock(mm);
2380  *
2381  *  with:
2382  *
2383  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2384  *
2385  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2386  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2387  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2388  */
2389 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2390                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2391 {
2392         int locked = 0;
2393
2394         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
2395                                FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
2396                 return -EINVAL;
2397
2398         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2399                                        &locked, gup_flags);
2400 }
2401 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2402
2403 /*
2404  * Fast GUP
2405  *
2406  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2407  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2408  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2409  * block any THP splits.
2410  *
2411  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2412  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2413  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2414  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2415  *
2416  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2417  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2418  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2419  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2420  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2421  *
2422  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2423  * are currently made:
2424  *
2425  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2426  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2427  *
2428  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2429  *
2430  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2431  *
2432  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2433  *
2434  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2435  */
2436 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2437
2438 /*
2439  * Used in the GUP-fast path to determine whether a pin is permitted for a
2440  * specific folio.
2441  *
2442  * This call assumes the caller has pinned the folio, that the lowest page table
2443  * level still points to this folio, and that interrupts have been disabled.
2444  *
2445  * Writing to pinned file-backed dirty tracked folios is inherently problematic
2446  * (see comment describing the writable_file_mapping_allowed() function). We
2447  * therefore try to avoid the most egregious case of a long-term mapping doing
2448  * so.
2449  *
2450  * This function cannot be as thorough as that one as the VMA is not available
2451  * in the fast path, so instead we whitelist known good cases and if in doubt,
2452  * fall back to the slow path.
2453  */
2454 static bool folio_fast_pin_allowed(struct folio *folio, unsigned int flags)
2455 {
2456         struct address_space *mapping;
2457         unsigned long mapping_flags;
2458
2459         /*
2460          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
2461          * pin is the most egregious case so this is the one we disallow.
2462          */
2463         if ((flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE)) !=
2464             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE))
2465                 return true;
2466
2467         /* The folio is pinned, so we can safely access folio fields. */
2468
2469         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_slab(folio)))
2470                 return false;
2471
2472         /* hugetlb mappings do not require dirty-tracking. */
2473         if (folio_test_hugetlb(folio))
2474                 return true;
2475
2476         /*
2477          * GUP-fast disables IRQs. When IRQS are disabled, RCU grace periods
2478          * cannot proceed, which means no actions performed under RCU can
2479          * proceed either.
2480          *
2481          * inodes and thus their mappings are freed under RCU, which means the
2482          * mapping cannot be freed beneath us and thus we can safely dereference
2483          * it.
2484          */
2485         lockdep_assert_irqs_disabled();
2486
2487         /*
2488          * However, there may be operations which _alter_ the mapping, so ensure
2489          * we read it once and only once.
2490          */
2491         mapping = READ_ONCE(folio->mapping);
2492
2493         /*
2494          * The mapping may have been truncated, in any case we cannot determine
2495          * if this mapping is safe - fall back to slow path to determine how to
2496          * proceed.
2497          */
2498         if (!mapping)
2499                 return false;
2500
2501         /* Anonymous folios pose no problem. */
2502         mapping_flags = (unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS;
2503         if (mapping_flags)
2504                 return mapping_flags & PAGE_MAPPING_ANON;
2505
2506         /*
2507          * At this point, we know the mapping is non-null and points to an
2508          * address_space object. The only remaining whitelisted file system is
2509          * shmem.
2510          */
2511         return shmem_mapping(mapping);
2512 }
2513
2514 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2515                                             unsigned int flags,
2516                                             struct page **pages)
2517 {
2518         while ((*nr) - nr_start) {
2519                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2520
2521                 ClearPageReferenced(page);
2522                 if (flags & FOLL_PIN)
2523                         unpin_user_page(page);
2524                 else
2525                         put_page(page);
2526         }
2527 }
2528
2529 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2530 /*
2531  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2532  * operations.
2533  *
2534  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2535  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2536  *
2537  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2538  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2539  * is pinned.
2540  *
2541  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2542  *
2543  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2544  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2545  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2546  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2547  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2548  */
2549 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2550                          unsigned long end, unsigned int flags,
2551                          struct page **pages, int *nr)
2552 {
2553         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2554         int nr_start = *nr, ret = 0;
2555         pte_t *ptep, *ptem;
2556
2557         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2558         if (!ptep)
2559                 return 0;
2560         do {
2561                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2562                 struct page *page;
2563                 struct folio *folio;
2564
2565                 /*
2566                  * Always fallback to ordinary GUP on PROT_NONE-mapped pages:
2567                  * pte_access_permitted() better should reject these pages
2568                  * either way: otherwise, GUP-fast might succeed in
2569                  * cases where ordinary GUP would fail due to VMA access
2570                  * permissions.
2571                  */
2572                 if (pte_protnone(pte))
2573                         goto pte_unmap;
2574
2575                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2576                         goto pte_unmap;
2577
2578                 if (pte_devmap(pte)) {
2579                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2580                                 goto pte_unmap;
2581
2582                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2583                         if (unlikely(!pgmap)) {
2584                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2585                                 goto pte_unmap;
2586                         }
2587                 } else if (pte_special(pte))
2588                         goto pte_unmap;
2589
2590                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2591                 page = pte_page(pte);
2592
2593                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2594                 if (!folio)
2595                         goto pte_unmap;
2596
2597                 if (unlikely(page_is_secretmem(page))) {
2598                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2599                         goto pte_unmap;
2600                 }
2601
2602                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2603                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2604                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2605                         goto pte_unmap;
2606                 }
2607
2608                 if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2609                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2610                         goto pte_unmap;
2611                 }
2612
2613                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, page)) {
2614                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2615                         goto pte_unmap;
2616                 }
2617
2618                 /*
2619                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2620                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2621                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2622                  * details.
2623                  */
2624                 if (flags & FOLL_PIN) {
2625                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2626                         if (ret) {
2627                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2628                                 goto pte_unmap;
2629                         }
2630                 }
2631                 folio_set_referenced(folio);
2632                 pages[*nr] = page;
2633                 (*nr)++;
2634         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2635
2636         ret = 1;
2637
2638 pte_unmap:
2639         if (pgmap)
2640                 put_dev_pagemap(pgmap);
2641         pte_unmap(ptem);
2642         return ret;
2643 }
2644 #else
2645
2646 /*
2647  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2648  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2649  * to be special.
2650  *
2651  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2652  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2653  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2654  */
2655 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2656                          unsigned long end, unsigned int flags,
2657                          struct page **pages, int *nr)
2658 {
2659         return 0;
2660 }
2661 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2662
2663 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2664 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2665                              unsigned long end, unsigned int flags,
2666                              struct page **pages, int *nr)
2667 {
2668         int nr_start = *nr;
2669         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2670
2671         do {
2672                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2673
2674                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2675                 if (unlikely(!pgmap)) {
2676                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2677                         break;
2678                 }
2679
2680                 if (!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)) {
2681                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2682                         break;
2683                 }
2684
2685                 SetPageReferenced(page);
2686                 pages[*nr] = page;
2687                 if (unlikely(try_grab_page(page, flags))) {
2688                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2689                         break;
2690                 }
2691                 (*nr)++;
2692                 pfn++;
2693         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2694
2695         put_dev_pagemap(pgmap);
2696         return addr == end;
2697 }
2698
2699 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2700                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2701                                  struct page **pages, int *nr)
2702 {
2703         unsigned long fault_pfn;
2704         int nr_start = *nr;
2705
2706         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2707         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2708                 return 0;
2709
2710         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2711                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2712                 return 0;
2713         }
2714         return 1;
2715 }
2716
2717 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2718                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2719                                  struct page **pages, int *nr)
2720 {
2721         unsigned long fault_pfn;
2722         int nr_start = *nr;
2723
2724         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2725         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2726                 return 0;
2727
2728         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2729                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2730                 return 0;
2731         }
2732         return 1;
2733 }
2734 #else
2735 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2736                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2737                                  struct page **pages, int *nr)
2738 {
2739         BUILD_BUG();
2740         return 0;
2741 }
2742
2743 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2744                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2745                                  struct page **pages, int *nr)
2746 {
2747         BUILD_BUG();
2748         return 0;
2749 }
2750 #endif
2751
2752 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2753                            unsigned long end, struct page **pages)
2754 {
2755         int nr;
2756
2757         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2758                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2759
2760         return nr;
2761 }
2762
2763 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2764 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2765                                       unsigned long sz)
2766 {
2767         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2768         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2769 }
2770
2771 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2772                        unsigned long end, unsigned int flags,
2773                        struct page **pages, int *nr)
2774 {
2775         unsigned long pte_end;
2776         struct page *page;
2777         struct folio *folio;
2778         pte_t pte;
2779         int refs;
2780
2781         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2782         if (pte_end < end)
2783                 end = pte_end;
2784
2785         pte = huge_ptep_get(ptep);
2786
2787         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2788                 return 0;
2789
2790         /* hugepages are never "special" */
2791         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2792
2793         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2794         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2795
2796         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2797         if (!folio)
2798                 return 0;
2799
2800         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2801                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2802                 return 0;
2803         }
2804
2805         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2806                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2807                 return 0;
2808         }
2809
2810         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2811                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2812                 return 0;
2813         }
2814
2815         *nr += refs;
2816         folio_set_referenced(folio);
2817         return 1;
2818 }
2819
2820 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2821                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2822                 struct page **pages, int *nr)
2823 {
2824         pte_t *ptep;
2825         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2826         unsigned long next;
2827
2828         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2829         do {
2830                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2831                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2832                         return 0;
2833         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2834
2835         return 1;
2836 }
2837 #else
2838 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2839                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2840                 struct page **pages, int *nr)
2841 {
2842         return 0;
2843 }
2844 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2845
2846 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2847                         unsigned long end, unsigned int flags,
2848                         struct page **pages, int *nr)
2849 {
2850         struct page *page;
2851         struct folio *folio;
2852         int refs;
2853
2854         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2855                 return 0;
2856
2857         if (pmd_devmap(orig)) {
2858                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2859                         return 0;
2860                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2861                                              pages, nr);
2862         }
2863
2864         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2865         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2866
2867         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2868         if (!folio)
2869                 return 0;
2870
2871         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2872                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2873                 return 0;
2874         }
2875
2876         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2877                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2878                 return 0;
2879         }
2880         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2881                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2882                 return 0;
2883         }
2884
2885         *nr += refs;
2886         folio_set_referenced(folio);
2887         return 1;
2888 }
2889
2890 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2891                         unsigned long end, unsigned int flags,
2892                         struct page **pages, int *nr)
2893 {
2894         struct page *page;
2895         struct folio *folio;
2896         int refs;
2897
2898         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2899                 return 0;
2900
2901         if (pud_devmap(orig)) {
2902                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2903                         return 0;
2904                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2905                                              pages, nr);
2906         }
2907
2908         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2909         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2910
2911         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2912         if (!folio)
2913                 return 0;
2914
2915         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2916                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2917                 return 0;
2918         }
2919
2920         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2921                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2922                 return 0;
2923         }
2924
2925         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2926                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2927                 return 0;
2928         }
2929
2930         *nr += refs;
2931         folio_set_referenced(folio);
2932         return 1;
2933 }
2934
2935 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2936                         unsigned long end, unsigned int flags,
2937                         struct page **pages, int *nr)
2938 {
2939         int refs;
2940         struct page *page;
2941         struct folio *folio;
2942
2943         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2944                 return 0;
2945
2946         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2947
2948         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2949         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2950
2951         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2952         if (!folio)
2953                 return 0;
2954
2955         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2956                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2957                 return 0;
2958         }
2959
2960         if (!pgd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2961                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2962                 return 0;
2963         }
2964
2965         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2966                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2967                 return 0;
2968         }
2969
2970         *nr += refs;
2971         folio_set_referenced(folio);
2972         return 1;
2973 }
2974
2975 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2976                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2977 {
2978         unsigned long next;
2979         pmd_t *pmdp;
2980
2981         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2982         do {
2983                 pmd_t pmd = pmdp_get_lockless(pmdp);
2984
2985                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2986                 if (!pmd_present(pmd))
2987                         return 0;
2988
2989                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2990                              pmd_devmap(pmd))) {
2991                         /* See gup_pte_range() */
2992                         if (pmd_protnone(pmd))
2993                                 return 0;
2994
2995                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2996                                 pages, nr))
2997                                 return 0;
2998
2999                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
3000                         /*
3001                          * architecture have different format for hugetlbfs
3002                          * pmd format and THP pmd format
3003                          */
3004                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
3005                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3006                                 return 0;
3007                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
3008                         return 0;
3009         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
3010
3011         return 1;
3012 }
3013
3014 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
3015                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3016 {
3017         unsigned long next;
3018         pud_t *pudp;
3019
3020         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
3021         do {
3022                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
3023
3024                 next = pud_addr_end(addr, end);
3025                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
3026                         return 0;
3027                 if (unlikely(pud_huge(pud) || pud_devmap(pud))) {
3028                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
3029                                           pages, nr))
3030                                 return 0;
3031                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
3032                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
3033                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3034                                 return 0;
3035                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
3036                         return 0;
3037         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
3038
3039         return 1;
3040 }
3041
3042 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
3043                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3044 {
3045         unsigned long next;
3046         p4d_t *p4dp;
3047
3048         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
3049         do {
3050                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
3051
3052                 next = p4d_addr_end(addr, end);
3053                 if (p4d_none(p4d))
3054                         return 0;
3055                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
3056                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
3057                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
3058                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3059                                 return 0;
3060                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
3061                         return 0;
3062         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
3063
3064         return 1;
3065 }
3066
3067 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3068                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3069 {
3070         unsigned long next;
3071         pgd_t *pgdp;
3072
3073         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
3074         do {
3075                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
3076
3077                 next = pgd_addr_end(addr, end);
3078                 if (pgd_none(pgd))
3079                         return;
3080                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
3081                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
3082                                           pages, nr))
3083                                 return;
3084                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
3085                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
3086                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3087                                 return;
3088                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
3089                         return;
3090         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
3091 }
3092 #else
3093 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3094                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3095 {
3096 }
3097 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
3098
3099 #ifndef gup_fast_permitted
3100 /*
3101  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
3102  * we need to fall back to the slow version:
3103  */
3104 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
3105 {
3106         return true;
3107 }
3108 #endif
3109
3110 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
3111                                             unsigned long end,
3112                                             unsigned int gup_flags,
3113                                             struct page **pages)
3114 {
3115         unsigned long flags;
3116         int nr_pinned = 0;
3117         unsigned seq;
3118
3119         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
3120             !gup_fast_permitted(start, end))
3121                 return 0;
3122
3123         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3124                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
3125                 if (seq & 1)
3126                         return 0;
3127         }
3128
3129         /*
3130          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
3131          * general purpose use of this routine.
3132          *
3133          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
3134          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
3135          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
3136          *
3137          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
3138          * that come from THPs splitting.
3139          */
3140         local_irq_save(flags);
3141         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
3142         local_irq_restore(flags);
3143
3144         /*
3145          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
3146          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
3147          */
3148         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3149                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3150                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3151                         return 0;
3152                 } else {
3153                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3154                 }
3155         }
3156         return nr_pinned;
3157 }
3158
3159 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3160                                         unsigned long nr_pages,
3161                                         unsigned int gup_flags,
3162                                         struct page **pages)
3163 {
3164         unsigned long len, end;
3165         unsigned long nr_pinned;
3166         int locked = 0;
3167         int ret;
3168
3169         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3170                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3171                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT |
3172                                        FOLL_PCI_P2PDMA | FOLL_HONOR_NUMA_FAULT)))
3173                 return -EINVAL;
3174
3175         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3176                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3177
3178         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3179                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3180
3181         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3182         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3183         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3184                 return -EOVERFLOW;
3185         if (end > TASK_SIZE_MAX)
3186                 return -EFAULT;
3187         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3188                 return -EFAULT;
3189
3190         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3191         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3192                 return nr_pinned;
3193
3194         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3195         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3196         pages += nr_pinned;
3197         ret = __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages - nr_pinned,
3198                                     pages, &locked,
3199                                     gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE);
3200         if (ret < 0) {
3201                 /*
3202                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3203                  * returning -errno is not an option
3204                  */
3205                 if (nr_pinned)
3206                         return nr_pinned;
3207                 return ret;
3208         }
3209         return ret + nr_pinned;
3210 }
3211
3212 /**
3213  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3214  * @start:      starting user address
3215  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3216  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3217  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3218  *              Should be at least nr_pages long.
3219  *
3220  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3221  * the regular GUP.
3222  *
3223  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3224  * pages pinned.
3225  *
3226  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3227  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3228  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3229  */
3230 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3231                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3232 {
3233         /*
3234          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3235          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3236          *
3237          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3238          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3239          */
3240         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3241                                FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY))
3242                 return -EINVAL;
3243
3244         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3245 }
3246 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3247
3248 /**
3249  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3250  * @start:      starting user address
3251  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3252  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3253  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3254  *              Should be at least nr_pages long.
3255  *
3256  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3257  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3258  * calling get_user_pages().
3259  *
3260  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3261  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3262  * -errno.
3263  */
3264 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3265                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3266 {
3267         /*
3268          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3269          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3270          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3271          * request.
3272          */
3273         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_GET))
3274                 return -EINVAL;
3275         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3278
3279 /**
3280  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3281  *
3282  * @start:      starting user address
3283  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3284  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3285  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3286  *              Should be at least nr_pages long.
3287  *
3288  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3289  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3290  * the arguments here are identical.
3291  *
3292  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3293  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3294  *
3295  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3296  * pins in it and unpin_user_page() will not remove pins from it.
3297  */
3298 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3299                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3300 {
3301         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3302                 return -EINVAL;
3303         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3304 }
3305 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3306
3307 /**
3308  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3309  *
3310  * @mm:         mm_struct of target mm
3311  * @start:      starting user address
3312  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3313  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3314  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3315  *              Should be at least nr_pages long.
3316  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3317  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3318  *              utilised. Lock must initially be held.
3319  *
3320  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3321  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3322  * the arguments here are identical.
3323  *
3324  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3325  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3326  *
3327  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3328  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3329  */
3330 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3331                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3332                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3333                            int *locked)
3334 {
3335         int local_locked = 1;
3336
3337         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
3338                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
3339                 return 0;
3340         return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
3341                                      locked ? locked : &local_locked,
3342                                      gup_flags);
3343 }
3344 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3345
3346 /**
3347  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3348  *
3349  * @start:      starting user address
3350  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3351  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3352  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3353  *              Should be at least nr_pages long.
3354  *
3355  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3356  * FOLL_PIN is set.
3357  *
3358  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3359  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3360  *
3361  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3362  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3363  */
3364 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3365                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3366 {
3367         int locked = 1;
3368
3369         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3370                 return 0;
3371         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3372                                      pages, &locked, gup_flags);
3373 }
3374 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3375
3376 /*
3377  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3378  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3379  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3380  *
3381  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3382  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3383  */
3384 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3385                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3386 {
3387         int locked = 0;
3388
3389         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3390                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
3391                 return 0;
3392
3393         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
3394                                      &locked, gup_flags);
3395 }
3396 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);