Merge tag 'integrity-v6.2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/zohar...
[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
22 #include <asm/mmu_context.h>
23 #include <asm/tlbflush.h>
24
25 #include "internal.h"
26
27 struct follow_page_context {
28         struct dev_pagemap *pgmap;
29         unsigned int page_mask;
30 };
31
32 static inline void sanity_check_pinned_pages(struct page **pages,
33                                              unsigned long npages)
34 {
35         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
36                 return;
37
38         /*
39          * We only pin anonymous pages if they are exclusive. Once pinned, we
40          * can no longer turn them possibly shared and PageAnonExclusive() will
41          * stick around until the page is freed.
42          *
43          * We'd like to verify that our pinned anonymous pages are still mapped
44          * exclusively. The issue with anon THP is that we don't know how
45          * they are/were mapped when pinning them. However, for anon
46          * THP we can assume that either the given page (PTE-mapped THP) or
47          * the head page (PMD-mapped THP) should be PageAnonExclusive(). If
48          * neither is the case, there is certainly something wrong.
49          */
50         for (; npages; npages--, pages++) {
51                 struct page *page = *pages;
52                 struct folio *folio = page_folio(page);
53
54                 if (!folio_test_anon(folio))
55                         continue;
56                 if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
57                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page), page);
58                 else
59                         /* Either a PTE-mapped or a PMD-mapped THP. */
60                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page) &&
61                                        !PageAnonExclusive(page), page);
62         }
63 }
64
65 /*
66  * Return the folio with ref appropriately incremented,
67  * or NULL if that failed.
68  */
69 static inline struct folio *try_get_folio(struct page *page, int refs)
70 {
71         struct folio *folio;
72
73 retry:
74         folio = page_folio(page);
75         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < 0))
76                 return NULL;
77         if (unlikely(!folio_ref_try_add_rcu(folio, refs)))
78                 return NULL;
79
80         /*
81          * At this point we have a stable reference to the folio; but it
82          * could be that between calling page_folio() and the refcount
83          * increment, the folio was split, in which case we'd end up
84          * holding a reference on a folio that has nothing to do with the page
85          * we were given anymore.
86          * So now that the folio is stable, recheck that the page still
87          * belongs to this folio.
88          */
89         if (unlikely(page_folio(page) != folio)) {
90                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
91                         folio_put_refs(folio, refs);
92                 goto retry;
93         }
94
95         return folio;
96 }
97
98 /**
99  * try_grab_folio() - Attempt to get or pin a folio.
100  * @page:  pointer to page to be grabbed
101  * @refs:  the value to (effectively) add to the folio's refcount
102  * @flags: gup flags: these are the FOLL_* flag values.
103  *
104  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
105  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the folio's refcount.
106  *
107  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
108  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
109  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
110  *
111  *    FOLL_GET: folio's refcount will be incremented by @refs.
112  *
113  *    FOLL_PIN on large folios: folio's refcount will be incremented by
114  *    @refs, and its compound_pincount will be incremented by @refs.
115  *
116  *    FOLL_PIN on single-page folios: folio's refcount will be incremented by
117  *    @refs * GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
118  *
119  * Return: The folio containing @page (with refcount appropriately
120  * incremented) for success, or NULL upon failure. If neither FOLL_GET
121  * nor FOLL_PIN was set, that's considered failure, and furthermore,
122  * a likely bug in the caller, so a warning is also emitted.
123  */
124 struct folio *try_grab_folio(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
125 {
126         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
127                 return NULL;
128
129         if (flags & FOLL_GET)
130                 return try_get_folio(page, refs);
131         else if (flags & FOLL_PIN) {
132                 struct folio *folio;
133
134                 /*
135                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN gup fast path if not in a
136                  * right zone, so fail and let the caller fall back to the slow
137                  * path.
138                  */
139                 if (unlikely((flags & FOLL_LONGTERM) &&
140                              !is_longterm_pinnable_page(page)))
141                         return NULL;
142
143                 /*
144                  * CAUTION: Don't use compound_head() on the page before this
145                  * point, the result won't be stable.
146                  */
147                 folio = try_get_folio(page, refs);
148                 if (!folio)
149                         return NULL;
150
151                 /*
152                  * When pinning a large folio, use an exact count to track it.
153                  *
154                  * However, be sure to *also* increment the normal folio
155                  * refcount field at least once, so that the folio really
156                  * is pinned.  That's why the refcount from the earlier
157                  * try_get_folio() is left intact.
158                  */
159                 if (folio_test_large(folio))
160                         atomic_add(refs, folio_pincount_ptr(folio));
161                 else
162                         folio_ref_add(folio,
163                                         refs * (GUP_PIN_COUNTING_BIAS - 1));
164                 /*
165                  * Adjust the pincount before re-checking the PTE for changes.
166                  * This is essentially a smp_mb() and is paired with a memory
167                  * barrier in page_try_share_anon_rmap().
168                  */
169                 smp_mb__after_atomic();
170
171                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, refs);
172
173                 return folio;
174         }
175
176         WARN_ON_ONCE(1);
177         return NULL;
178 }
179
180 static void gup_put_folio(struct folio *folio, int refs, unsigned int flags)
181 {
182         if (flags & FOLL_PIN) {
183                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_RELEASED, refs);
184                 if (folio_test_large(folio))
185                         atomic_sub(refs, folio_pincount_ptr(folio));
186                 else
187                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
188         }
189
190         if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
191                 folio_put_refs(folio, refs);
192 }
193
194 /**
195  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
196  * @page:    pointer to page to be grabbed
197  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
198  *
199  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
200  *
201  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
202  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
203  *
204  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
205  * time. Cases: please see the try_grab_folio() documentation, with
206  * "refs=1".
207  *
208  * Return: 0 for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
209  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). A negative error code for failure:
210  *
211  *   -ENOMEM            FOLL_GET or FOLL_PIN was set, but the page could not
212  *                      be grabbed.
213  */
214 int __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
215 {
216         struct folio *folio = page_folio(page);
217
218         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
219         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) <= 0))
220                 return -ENOMEM;
221
222         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
223                 return -EREMOTEIO;
224
225         if (flags & FOLL_GET)
226                 folio_ref_inc(folio);
227         else if (flags & FOLL_PIN) {
228                 /*
229                  * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also*
230                  * increment the normal page refcount field at least once,
231                  * so that the page really is pinned.
232                  */
233                 if (folio_test_large(folio)) {
234                         folio_ref_add(folio, 1);
235                         atomic_add(1, folio_pincount_ptr(folio));
236                 } else {
237                         folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
238                 }
239
240                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
241         }
242
243         return 0;
244 }
245
246 /**
247  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
248  * @page:            pointer to page to be released
249  *
250  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
251  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
252  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
253  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
254  */
255 void unpin_user_page(struct page *page)
256 {
257         sanity_check_pinned_pages(&page, 1);
258         gup_put_folio(page_folio(page), 1, FOLL_PIN);
259 }
260 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
261
262 static inline struct folio *gup_folio_range_next(struct page *start,
263                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
264 {
265         struct page *next = nth_page(start, i);
266         struct folio *folio = page_folio(next);
267         unsigned int nr = 1;
268
269         if (folio_test_large(folio))
270                 nr = min_t(unsigned int, npages - i,
271                            folio_nr_pages(folio) - folio_page_idx(folio, next));
272
273         *ntails = nr;
274         return folio;
275 }
276
277 static inline struct folio *gup_folio_next(struct page **list,
278                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
279 {
280         struct folio *folio = page_folio(list[i]);
281         unsigned int nr;
282
283         for (nr = i + 1; nr < npages; nr++) {
284                 if (page_folio(list[nr]) != folio)
285                         break;
286         }
287
288         *ntails = nr - i;
289         return folio;
290 }
291
292 /**
293  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
294  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
295  * @npages: number of pages in the @pages array.
296  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
297  *
298  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
299  * variants called on that page.
300  *
301  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
302  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
303  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
304  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
305  *
306  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
307  *
308  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
309  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
310  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
311  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
312  *
313  */
314 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
315                                  bool make_dirty)
316 {
317         unsigned long i;
318         struct folio *folio;
319         unsigned int nr;
320
321         if (!make_dirty) {
322                 unpin_user_pages(pages, npages);
323                 return;
324         }
325
326         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
327         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
328                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
329                 /*
330                  * Checking PageDirty at this point may race with
331                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
332                  * cases:
333                  *
334                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
335                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
336                  * because clear_page_dirty_for_io() called
337                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
338                  * However, now the page is going to get written back,
339                  * which meets the original intention of setting it
340                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
341                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
342                  * back.
343                  *
344                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
345                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
346                  * written back, so it gets written back again in the
347                  * next writeback cycle. This is harmless.
348                  */
349                 if (!folio_test_dirty(folio)) {
350                         folio_lock(folio);
351                         folio_mark_dirty(folio);
352                         folio_unlock(folio);
353                 }
354                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
355         }
356 }
357 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
358
359 /**
360  * unpin_user_page_range_dirty_lock() - release and optionally dirty
361  * gup-pinned page range
362  *
363  * @page:  the starting page of a range maybe marked dirty, and definitely released.
364  * @npages: number of consecutive pages to release.
365  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
366  *
367  * "gup-pinned page range" refers to a range of pages that has had one of the
368  * pin_user_pages() variants called on that page.
369  *
370  * For the page ranges defined by [page .. page+npages], make that range (or
371  * its head pages, if a compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the
372  * page range was previously listed as clean.
373  *
374  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
375  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
376  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
377  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
378  *
379  */
380 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
381                                       bool make_dirty)
382 {
383         unsigned long i;
384         struct folio *folio;
385         unsigned int nr;
386
387         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
388                 folio = gup_folio_range_next(page, npages, i, &nr);
389                 if (make_dirty && !folio_test_dirty(folio)) {
390                         folio_lock(folio);
391                         folio_mark_dirty(folio);
392                         folio_unlock(folio);
393                 }
394                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
395         }
396 }
397 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page_range_dirty_lock);
398
399 static void unpin_user_pages_lockless(struct page **pages, unsigned long npages)
400 {
401         unsigned long i;
402         struct folio *folio;
403         unsigned int nr;
404
405         /*
406          * Don't perform any sanity checks because we might have raced with
407          * fork() and some anonymous pages might now actually be shared --
408          * which is why we're unpinning after all.
409          */
410         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
411                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
412                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
413         }
414 }
415
416 /**
417  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
418  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
419  * @npages: number of pages in the @pages array.
420  *
421  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
422  *
423  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
424  */
425 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
426 {
427         unsigned long i;
428         struct folio *folio;
429         unsigned int nr;
430
431         /*
432          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
433          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
434          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
435          */
436         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
437                 return;
438
439         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
440         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
441                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
442                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
443         }
444 }
445 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
446
447 /*
448  * Set the MMF_HAS_PINNED if not set yet; after set it'll be there for the mm's
449  * lifecycle.  Avoid setting the bit unless necessary, or it might cause write
450  * cache bouncing on large SMP machines for concurrent pinned gups.
451  */
452 static inline void mm_set_has_pinned_flag(unsigned long *mm_flags)
453 {
454         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags))
455                 set_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags);
456 }
457
458 #ifdef CONFIG_MMU
459 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
460                 unsigned int flags)
461 {
462         /*
463          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
464          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
465          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
466          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
467          * But we can only make this optimization where a hole would surely
468          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
469          */
470         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
471                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
472                 return ERR_PTR(-EFAULT);
473         return NULL;
474 }
475
476 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
477                 pte_t *pte, unsigned int flags)
478 {
479         if (flags & FOLL_TOUCH) {
480                 pte_t entry = *pte;
481
482                 if (flags & FOLL_WRITE)
483                         entry = pte_mkdirty(entry);
484                 entry = pte_mkyoung(entry);
485
486                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
487                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
488                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
489                 }
490         }
491
492         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
493         return -EEXIST;
494 }
495
496 /* FOLL_FORCE can write to even unwritable PTEs in COW mappings. */
497 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, struct page *page,
498                                         struct vm_area_struct *vma,
499                                         unsigned int flags)
500 {
501         /* If the pte is writable, we can write to the page. */
502         if (pte_write(pte))
503                 return true;
504
505         /* Maybe FOLL_FORCE is set to override it? */
506         if (!(flags & FOLL_FORCE))
507                 return false;
508
509         /* But FOLL_FORCE has no effect on shared mappings */
510         if (vma->vm_flags & (VM_MAYSHARE | VM_SHARED))
511                 return false;
512
513         /* ... or read-only private ones */
514         if (!(vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
515                 return false;
516
517         /* ... or already writable ones that just need to take a write fault */
518         if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
519                 return false;
520
521         /*
522          * See can_change_pte_writable(): we broke COW and could map the page
523          * writable if we have an exclusive anonymous page ...
524          */
525         if (!page || !PageAnon(page) || !PageAnonExclusive(page))
526                 return false;
527
528         /* ... and a write-fault isn't required for other reasons. */
529         if (vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte))
530                 return false;
531         return !userfaultfd_pte_wp(vma, pte);
532 }
533
534 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
535                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
536                 struct dev_pagemap **pgmap)
537 {
538         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
539         struct page *page;
540         spinlock_t *ptl;
541         pte_t *ptep, pte;
542         int ret;
543
544         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
545         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
546                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
547                 return ERR_PTR(-EINVAL);
548
549         /*
550          * Considering PTE level hugetlb, like continuous-PTE hugetlb on
551          * ARM64 architecture.
552          */
553         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
554                 page = follow_huge_pmd_pte(vma, address, flags);
555                 if (page)
556                         return page;
557                 return no_page_table(vma, flags);
558         }
559
560 retry:
561         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
562                 return no_page_table(vma, flags);
563
564         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
565         pte = *ptep;
566         if (!pte_present(pte)) {
567                 swp_entry_t entry;
568                 /*
569                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
570                  * even while it is being migrated, so for that case we
571                  * need migration_entry_wait().
572                  */
573                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
574                         goto no_page;
575                 if (pte_none(pte))
576                         goto no_page;
577                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
578                 if (!is_migration_entry(entry))
579                         goto no_page;
580                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
581                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
582                 goto retry;
583         }
584         if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
585                 goto no_page;
586
587         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
588
589         /*
590          * We only care about anon pages in can_follow_write_pte() and don't
591          * have to worry about pte_devmap() because they are never anon.
592          */
593         if ((flags & FOLL_WRITE) &&
594             !can_follow_write_pte(pte, page, vma, flags)) {
595                 page = NULL;
596                 goto out;
597         }
598
599         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
600                 /*
601                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
602                  * case since they are only valid while holding the pgmap
603                  * reference.
604                  */
605                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
606                 if (*pgmap)
607                         page = pte_page(pte);
608                 else
609                         goto no_page;
610         } else if (unlikely(!page)) {
611                 if (flags & FOLL_DUMP) {
612                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
613                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
614                         goto out;
615                 }
616
617                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
618                         page = pte_page(pte);
619                 } else {
620                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
621                         page = ERR_PTR(ret);
622                         goto out;
623                 }
624         }
625
626         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, page)) {
627                 page = ERR_PTR(-EMLINK);
628                 goto out;
629         }
630
631         VM_BUG_ON_PAGE((flags & FOLL_PIN) && PageAnon(page) &&
632                        !PageAnonExclusive(page), page);
633
634         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
635         ret = try_grab_page(page, flags);
636         if (unlikely(ret)) {
637                 page = ERR_PTR(ret);
638                 goto out;
639         }
640
641         /*
642          * We need to make the page accessible if and only if we are going
643          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
644          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
645          */
646         if (flags & FOLL_PIN) {
647                 ret = arch_make_page_accessible(page);
648                 if (ret) {
649                         unpin_user_page(page);
650                         page = ERR_PTR(ret);
651                         goto out;
652                 }
653         }
654         if (flags & FOLL_TOUCH) {
655                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
656                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
657                         set_page_dirty(page);
658                 /*
659                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
660                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
661                  * mark_page_accessed().
662                  */
663                 mark_page_accessed(page);
664         }
665 out:
666         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
667         return page;
668 no_page:
669         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
670         if (!pte_none(pte))
671                 return NULL;
672         return no_page_table(vma, flags);
673 }
674
675 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
676                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
677                                     unsigned int flags,
678                                     struct follow_page_context *ctx)
679 {
680         pmd_t *pmd, pmdval;
681         spinlock_t *ptl;
682         struct page *page;
683         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
684
685         pmd = pmd_offset(pudp, address);
686         /*
687          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
688          * on the stack so that it will stop changing under the code.
689          */
690         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
691         if (pmd_none(pmdval))
692                 return no_page_table(vma, flags);
693         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
694                 page = follow_huge_pmd_pte(vma, address, flags);
695                 if (page)
696                         return page;
697                 return no_page_table(vma, flags);
698         }
699         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
700                 page = follow_huge_pd(vma, address,
701                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
702                                       PMD_SHIFT);
703                 if (page)
704                         return page;
705                 return no_page_table(vma, flags);
706         }
707 retry:
708         if (!pmd_present(pmdval)) {
709                 /*
710                  * Should never reach here, if thp migration is not supported;
711                  * Otherwise, it must be a thp migration entry.
712                  */
713                 VM_BUG_ON(!thp_migration_supported() ||
714                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
715
716                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
717                         return no_page_table(vma, flags);
718
719                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
720                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
721                 /*
722                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
723                  * mmap_lock is held in read mode
724                  */
725                 if (pmd_none(pmdval))
726                         return no_page_table(vma, flags);
727                 goto retry;
728         }
729         if (pmd_devmap(pmdval)) {
730                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
731                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
732                 spin_unlock(ptl);
733                 if (page)
734                         return page;
735         }
736         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
737                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
738
739         if (pmd_protnone(pmdval) && !gup_can_follow_protnone(flags))
740                 return no_page_table(vma, flags);
741
742 retry_locked:
743         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
744         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
745                 spin_unlock(ptl);
746                 return no_page_table(vma, flags);
747         }
748         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
749                 spin_unlock(ptl);
750                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
751                         return no_page_table(vma, flags);
752                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
753                 goto retry_locked;
754         }
755         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
756                 spin_unlock(ptl);
757                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
758         }
759         if (flags & FOLL_SPLIT_PMD) {
760                 int ret;
761                 page = pmd_page(*pmd);
762                 if (is_huge_zero_page(page)) {
763                         spin_unlock(ptl);
764                         ret = 0;
765                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
766                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
767                                 ret = -EBUSY;
768                 } else {
769                         spin_unlock(ptl);
770                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
771                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
772                 }
773
774                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
775                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
776         }
777         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
778         spin_unlock(ptl);
779         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
780         return page;
781 }
782
783 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
784                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
785                                     unsigned int flags,
786                                     struct follow_page_context *ctx)
787 {
788         pud_t *pud;
789         spinlock_t *ptl;
790         struct page *page;
791         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
792
793         pud = pud_offset(p4dp, address);
794         if (pud_none(*pud))
795                 return no_page_table(vma, flags);
796         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
797                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
798                 if (page)
799                         return page;
800                 return no_page_table(vma, flags);
801         }
802         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
803                 page = follow_huge_pd(vma, address,
804                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
805                                       PUD_SHIFT);
806                 if (page)
807                         return page;
808                 return no_page_table(vma, flags);
809         }
810         if (pud_devmap(*pud)) {
811                 ptl = pud_lock(mm, pud);
812                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
813                 spin_unlock(ptl);
814                 if (page)
815                         return page;
816         }
817         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
818                 return no_page_table(vma, flags);
819
820         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
821 }
822
823 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
824                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
825                                     unsigned int flags,
826                                     struct follow_page_context *ctx)
827 {
828         p4d_t *p4d;
829         struct page *page;
830
831         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
832         if (p4d_none(*p4d))
833                 return no_page_table(vma, flags);
834         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
835         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
836                 return no_page_table(vma, flags);
837
838         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
839                 page = follow_huge_pd(vma, address,
840                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
841                                       P4D_SHIFT);
842                 if (page)
843                         return page;
844                 return no_page_table(vma, flags);
845         }
846         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
847 }
848
849 /**
850  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
851  * @vma: vm_area_struct mapping @address
852  * @address: virtual address to look up
853  * @flags: flags modifying lookup behaviour
854  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
855  *       pointer to output page_mask
856  *
857  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
858  *
859  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
860  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
861  *
862  * When getting an anonymous page and the caller has to trigger unsharing
863  * of a shared anonymous page first, -EMLINK is returned. The caller should
864  * trigger a fault with FAULT_FLAG_UNSHARE set. Note that unsharing is only
865  * relevant with FOLL_PIN and !FOLL_WRITE.
866  *
867  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
868  *
869  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
870  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
871  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
872  */
873 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
874                               unsigned long address, unsigned int flags,
875                               struct follow_page_context *ctx)
876 {
877         pgd_t *pgd;
878         struct page *page;
879         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
880
881         ctx->page_mask = 0;
882
883         /* make this handle hugepd */
884         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
885         if (!IS_ERR(page)) {
886                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
887                 return page;
888         }
889
890         pgd = pgd_offset(mm, address);
891
892         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
893                 return no_page_table(vma, flags);
894
895         if (pgd_huge(*pgd)) {
896                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
897                 if (page)
898                         return page;
899                 return no_page_table(vma, flags);
900         }
901         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
902                 page = follow_huge_pd(vma, address,
903                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
904                                       PGDIR_SHIFT);
905                 if (page)
906                         return page;
907                 return no_page_table(vma, flags);
908         }
909
910         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
911 }
912
913 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
914                          unsigned int foll_flags)
915 {
916         struct follow_page_context ctx = { NULL };
917         struct page *page;
918
919         if (vma_is_secretmem(vma))
920                 return NULL;
921
922         if (foll_flags & FOLL_PIN)
923                 return NULL;
924
925         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
926         if (ctx.pgmap)
927                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
928         return page;
929 }
930
931 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
932                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
933                 struct page **page)
934 {
935         pgd_t *pgd;
936         p4d_t *p4d;
937         pud_t *pud;
938         pmd_t *pmd;
939         pte_t *pte;
940         int ret = -EFAULT;
941
942         /* user gate pages are read-only */
943         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
944                 return -EFAULT;
945         if (address > TASK_SIZE)
946                 pgd = pgd_offset_k(address);
947         else
948                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
949         if (pgd_none(*pgd))
950                 return -EFAULT;
951         p4d = p4d_offset(pgd, address);
952         if (p4d_none(*p4d))
953                 return -EFAULT;
954         pud = pud_offset(p4d, address);
955         if (pud_none(*pud))
956                 return -EFAULT;
957         pmd = pmd_offset(pud, address);
958         if (!pmd_present(*pmd))
959                 return -EFAULT;
960         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
961         pte = pte_offset_map(pmd, address);
962         if (pte_none(*pte))
963                 goto unmap;
964         *vma = get_gate_vma(mm);
965         if (!page)
966                 goto out;
967         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
968         if (!*page) {
969                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
970                         goto unmap;
971                 *page = pte_page(*pte);
972         }
973         ret = try_grab_page(*page, gup_flags);
974         if (unlikely(ret))
975                 goto unmap;
976 out:
977         ret = 0;
978 unmap:
979         pte_unmap(pte);
980         return ret;
981 }
982
983 /*
984  * mmap_lock must be held on entry.  If @locked != NULL and *@flags
985  * does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it
986  * is, *@locked will be set to 0 and -EBUSY returned.
987  */
988 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
989                 unsigned long address, unsigned int *flags, bool unshare,
990                 int *locked)
991 {
992         unsigned int fault_flags = 0;
993         vm_fault_t ret;
994
995         if (*flags & FOLL_NOFAULT)
996                 return -EFAULT;
997         if (*flags & FOLL_WRITE)
998                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
999         if (*flags & FOLL_REMOTE)
1000                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
1001         if (locked)
1002                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1003         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
1004                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
1005         if (*flags & FOLL_TRIED) {
1006                 /*
1007                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
1008                  * can co-exist
1009                  */
1010                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1011         }
1012         if (unshare) {
1013                 fault_flags |= FAULT_FLAG_UNSHARE;
1014                 /* FAULT_FLAG_WRITE and FAULT_FLAG_UNSHARE are incompatible */
1015                 VM_BUG_ON(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1016         }
1017
1018         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1019
1020         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1021                 /*
1022                  * With FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT we'll never release the
1023                  * mmap lock in the page fault handler. Sanity check this.
1024                  */
1025                 WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT);
1026                 if (locked)
1027                         *locked = 0;
1028                 /*
1029                  * We should do the same as VM_FAULT_RETRY, but let's not
1030                  * return -EBUSY since that's not reflecting the reality of
1031                  * what has happened - we've just fully completed a page
1032                  * fault, with the mmap lock released.  Use -EAGAIN to show
1033                  * that we want to take the mmap lock _again_.
1034                  */
1035                 return -EAGAIN;
1036         }
1037
1038         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1039                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
1040
1041                 if (err)
1042                         return err;
1043                 BUG();
1044         }
1045
1046         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1047                 if (locked && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
1048                         *locked = 0;
1049                 return -EBUSY;
1050         }
1051
1052         return 0;
1053 }
1054
1055 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
1056 {
1057         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
1058         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
1059         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
1060
1061         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1062                 return -EFAULT;
1063
1064         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
1065                 return -EFAULT;
1066
1067         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
1068                 return -EOPNOTSUPP;
1069
1070         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && (gup_flags & FOLL_PCI_P2PDMA))
1071                 return -EOPNOTSUPP;
1072
1073         if (vma_is_secretmem(vma))
1074                 return -EFAULT;
1075
1076         if (write) {
1077                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
1078                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1079                                 return -EFAULT;
1080                         /*
1081                          * We used to let the write,force case do COW in a
1082                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1083                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1084                          * executable, without corrupting the file (yet only
1085                          * when that file had been opened for writing!).
1086                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1087                          * just reject it.
1088                          */
1089                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1090                                 return -EFAULT;
1091                 }
1092         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1093                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1094                         return -EFAULT;
1095                 /*
1096                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1097                  * have VM_MAYREAD set?
1098                  */
1099                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1100                         return -EFAULT;
1101         }
1102         /*
1103          * gups are always data accesses, not instruction
1104          * fetches, so execute=false here
1105          */
1106         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1107                 return -EFAULT;
1108         return 0;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1113  * @mm:         mm_struct of target mm
1114  * @start:      starting user address
1115  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1116  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1117  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1118  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1119  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1120  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1121  *              Or NULL if the caller does not require them.
1122  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1123  *
1124  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1125  * number requested), or an error. Details about the return value:
1126  *
1127  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1128  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1129  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1130  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1131  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1132  *
1133  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1134  *
1135  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1136  *
1137  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1138  *
1139  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1140  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1141  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1142  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1143  *
1144  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1145  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1146  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1147  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1148  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1149  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1150  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1151  * locks can't be held over the syscall boundary.
1152  *
1153  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1154  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1155  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1156  * before put_page is called.
1157  *
1158  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
1159  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
1160  * have FOLL_NOWAIT.
1161  *
1162  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
1163  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
1164  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
1165  * reading or writing and will not be released.
1166  *
1167  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1168  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1169  * you need some special @gup_flags.
1170  */
1171 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1172                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1173                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1174                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1175 {
1176         long ret = 0, i = 0;
1177         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1178         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1179
1180         if (!nr_pages)
1181                 return 0;
1182
1183         start = untagged_addr(start);
1184
1185         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1186
1187         do {
1188                 struct page *page;
1189                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1190                 unsigned int page_increm;
1191
1192                 /* first iteration or cross vma bound */
1193                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1194                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1195                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1196                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1197                                                 gup_flags, &vma,
1198                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1199                                 if (ret)
1200                                         goto out;
1201                                 ctx.page_mask = 0;
1202                                 goto next_page;
1203                         }
1204
1205                         if (!vma) {
1206                                 ret = -EFAULT;
1207                                 goto out;
1208                         }
1209                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1210                         if (ret)
1211                                 goto out;
1212
1213                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1214                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1215                                                 &start, &nr_pages, i,
1216                                                 gup_flags, locked);
1217                                 if (locked && *locked == 0) {
1218                                         /*
1219                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1220                                          * and we've lost mmap_lock.
1221                                          * We must stop here.
1222                                          */
1223                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1224                                         goto out;
1225                                 }
1226                                 continue;
1227                         }
1228                 }
1229 retry:
1230                 /*
1231                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1232                  * potentially allocating memory.
1233                  */
1234                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1235                         ret = -EINTR;
1236                         goto out;
1237                 }
1238                 cond_resched();
1239
1240                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1241                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1242                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1243                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1244                         switch (ret) {
1245                         case 0:
1246                                 goto retry;
1247                         case -EBUSY:
1248                         case -EAGAIN:
1249                                 ret = 0;
1250                                 fallthrough;
1251                         case -EFAULT:
1252                         case -ENOMEM:
1253                         case -EHWPOISON:
1254                                 goto out;
1255                         }
1256                         BUG();
1257                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1258                         /*
1259                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1260                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1261                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1262                          * for this page.
1263                          */
1264                         if (pages) {
1265                                 ret = PTR_ERR(page);
1266                                 goto out;
1267                         }
1268
1269                         goto next_page;
1270                 } else if (IS_ERR(page)) {
1271                         ret = PTR_ERR(page);
1272                         goto out;
1273                 }
1274                 if (pages) {
1275                         pages[i] = page;
1276                         flush_anon_page(vma, page, start);
1277                         flush_dcache_page(page);
1278                         ctx.page_mask = 0;
1279                 }
1280 next_page:
1281                 if (vmas) {
1282                         vmas[i] = vma;
1283                         ctx.page_mask = 0;
1284                 }
1285                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1286                 if (page_increm > nr_pages)
1287                         page_increm = nr_pages;
1288                 i += page_increm;
1289                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1290                 nr_pages -= page_increm;
1291         } while (nr_pages);
1292 out:
1293         if (ctx.pgmap)
1294                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1295         return i ? i : ret;
1296 }
1297
1298 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1299                               unsigned int fault_flags)
1300 {
1301         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1302         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1303         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1304
1305         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1306                 return false;
1307
1308         /*
1309          * The architecture might have a hardware protection
1310          * mechanism other than read/write that can deny access.
1311          *
1312          * gup always represents data access, not instruction
1313          * fetches, so execute=false here:
1314          */
1315         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1316                 return false;
1317
1318         return true;
1319 }
1320
1321 /**
1322  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1323  * @mm:         mm_struct of target mm
1324  * @address:    user address
1325  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1326  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1327  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1328  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1329  *
1330  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1331  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1332  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1333  * trying again.
1334  *
1335  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1336  *
1337  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1338  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1339  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1340  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1341  *
1342  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1343  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1344  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1345  * succeed.
1346  *
1347  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1348  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1349  */
1350 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1351                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1352                      bool *unlocked)
1353 {
1354         struct vm_area_struct *vma;
1355         vm_fault_t ret;
1356
1357         address = untagged_addr(address);
1358
1359         if (unlocked)
1360                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1361
1362 retry:
1363         vma = find_extend_vma(mm, address);
1364         if (!vma || address < vma->vm_start)
1365                 return -EFAULT;
1366
1367         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1368                 return -EFAULT;
1369
1370         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1371             fatal_signal_pending(current))
1372                 return -EINTR;
1373
1374         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1375
1376         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1377                 /*
1378                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1379                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1380                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1381                  */
1382                 mmap_read_lock(mm);
1383                 *unlocked = true;
1384                 return 0;
1385         }
1386
1387         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1388                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1389
1390                 if (err)
1391                         return err;
1392                 BUG();
1393         }
1394
1395         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1396                 mmap_read_lock(mm);
1397                 *unlocked = true;
1398                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1399                 goto retry;
1400         }
1401
1402         return 0;
1403 }
1404 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1405
1406 /*
1407  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1408  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1409  */
1410 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1411                                                 unsigned long start,
1412                                                 unsigned long nr_pages,
1413                                                 struct page **pages,
1414                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1415                                                 int *locked,
1416                                                 unsigned int flags)
1417 {
1418         long ret, pages_done;
1419         bool lock_dropped;
1420
1421         if (locked) {
1422                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1423                 BUG_ON(vmas);
1424                 /* check caller initialized locked */
1425                 BUG_ON(*locked != 1);
1426         }
1427
1428         if (flags & FOLL_PIN)
1429                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1430
1431         /*
1432          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1433          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1434          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1435          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1436          *
1437          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1438          * that here, as any failures will be obvious enough.
1439          */
1440         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1441                 flags |= FOLL_GET;
1442
1443         pages_done = 0;
1444         lock_dropped = false;
1445         for (;;) {
1446                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1447                                        vmas, locked);
1448                 if (!locked)
1449                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1450                         return ret;
1451
1452                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1453                 if (!*locked) {
1454                         BUG_ON(ret < 0);
1455                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1456                 }
1457
1458                 if (ret > 0) {
1459                         nr_pages -= ret;
1460                         pages_done += ret;
1461                         if (!nr_pages)
1462                                 break;
1463                 }
1464                 if (*locked) {
1465                         /*
1466                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1467                          * FOLL_NOWAIT.
1468                          */
1469                         if (!pages_done)
1470                                 pages_done = ret;
1471                         break;
1472                 }
1473                 /*
1474                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1475                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1476                  */
1477                 if (likely(pages))
1478                         pages += ret;
1479                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1480                 lock_dropped = true;
1481
1482 retry:
1483                 /*
1484                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1485                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1486                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1487                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1488                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1489                  */
1490
1491                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1492                         if (!pages_done)
1493                                 pages_done = -EINTR;
1494                         break;
1495                 }
1496
1497                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1498                 if (ret) {
1499                         BUG_ON(ret > 0);
1500                         if (!pages_done)
1501                                 pages_done = ret;
1502                         break;
1503                 }
1504
1505                 *locked = 1;
1506                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1507                                        pages, NULL, locked);
1508                 if (!*locked) {
1509                         /* Continue to retry until we succeeded */
1510                         BUG_ON(ret != 0);
1511                         goto retry;
1512                 }
1513                 if (ret != 1) {
1514                         BUG_ON(ret > 1);
1515                         if (!pages_done)
1516                                 pages_done = ret;
1517                         break;
1518                 }
1519                 nr_pages--;
1520                 pages_done++;
1521                 if (!nr_pages)
1522                         break;
1523                 if (likely(pages))
1524                         pages++;
1525                 start += PAGE_SIZE;
1526         }
1527         if (lock_dropped && *locked) {
1528                 /*
1529                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1530                  * and so the critical section protected by it was lost.
1531                  */
1532                 mmap_read_unlock(mm);
1533                 *locked = 0;
1534         }
1535         return pages_done;
1536 }
1537
1538 /**
1539  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1540  * @vma:   target vma
1541  * @start: start address
1542  * @end:   end address
1543  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1544  *
1545  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1546  *
1547  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1548  * code on error.
1549  *
1550  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1551  *
1552  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1553  * be unperturbed.
1554  *
1555  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1556  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1557  */
1558 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1559                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1560 {
1561         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1562         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1563         int gup_flags;
1564         long ret;
1565
1566         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1567         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1568         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1569         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1570         mmap_assert_locked(mm);
1571
1572         /*
1573          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1574          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1575          */
1576         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1577                 return nr_pages;
1578
1579         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1580         /*
1581          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1582          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1583          * and we would not want to dirty them for nothing.
1584          */
1585         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1586                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1587
1588         /*
1589          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1590          * other than PROT_NONE.
1591          */
1592         if (vma_is_accessible(vma))
1593                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1594
1595         /*
1596          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1597          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1598          */
1599         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1600                                 NULL, NULL, locked);
1601         lru_add_drain();
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 /*
1606  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1607  *                            given VMA range readable/writable
1608  *
1609  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1610  *
1611  * @vma: target vma
1612  * @start: start address
1613  * @end: end address
1614  * @write: whether to prefault readable or writable
1615  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1616  *
1617  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1618  * code on error (see __get_user_pages()).
1619  *
1620  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1621  * covered by the VMA.
1622  *
1623  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will be unperturbed.
1624  *
1625  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be released.  If
1626  * it's released, *@locked will be set to 0.
1627  */
1628 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1629                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1630 {
1631         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1632         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1633         int gup_flags;
1634         long ret;
1635
1636         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1637         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1638         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1639         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1640         mmap_assert_locked(mm);
1641
1642         /*
1643          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1644          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1645          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1646          *             in the page table.
1647          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1648          *                a poisoned page.
1649          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1650          */
1651         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON;
1652         if (write)
1653                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1654
1655         /*
1656          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1657          * problems or incompatible mappings.
1658          */
1659         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1660                 return -EINVAL;
1661
1662         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1663                                 NULL, NULL, locked);
1664         lru_add_drain();
1665         return ret;
1666 }
1667
1668 /*
1669  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1670  *
1671  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1672  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1673  * mmap_lock must not be held.
1674  */
1675 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1676 {
1677         struct mm_struct *mm = current->mm;
1678         unsigned long end, nstart, nend;
1679         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1680         int locked = 0;
1681         long ret = 0;
1682
1683         end = start + len;
1684
1685         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1686                 /*
1687                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1688                  * Find first corresponding VMA.
1689                  */
1690                 if (!locked) {
1691                         locked = 1;
1692                         mmap_read_lock(mm);
1693                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1694                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1695                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1696
1697                 if (!vma)
1698                         break;
1699                 /*
1700                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1701                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1702                  */
1703                 nend = min(end, vma->vm_end);
1704                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1705                         continue;
1706                 if (nstart < vma->vm_start)
1707                         nstart = vma->vm_start;
1708                 /*
1709                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1710                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1711                  * if the vma was already munlocked.
1712                  */
1713                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1714                 if (ret < 0) {
1715                         if (ignore_errors) {
1716                                 ret = 0;
1717                                 continue;       /* continue at next VMA */
1718                         }
1719                         break;
1720                 }
1721                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1722                 ret = 0;
1723         }
1724         if (locked)
1725                 mmap_read_unlock(mm);
1726         return ret;     /* 0 or negative error code */
1727 }
1728 #else /* CONFIG_MMU */
1729 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1730                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1731                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1732                 unsigned int foll_flags)
1733 {
1734         struct vm_area_struct *vma;
1735         unsigned long vm_flags;
1736         long i;
1737
1738         /* calculate required read or write permissions.
1739          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1740          */
1741         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1742                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1743         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1744                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1745
1746         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1747                 vma = find_vma(mm, start);
1748                 if (!vma)
1749                         goto finish_or_fault;
1750
1751                 /* protect what we can, including chardevs */
1752                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1753                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1754                         goto finish_or_fault;
1755
1756                 if (pages) {
1757                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1758                         if (pages[i])
1759                                 get_page(pages[i]);
1760                 }
1761                 if (vmas)
1762                         vmas[i] = vma;
1763                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1764         }
1765
1766         return i;
1767
1768 finish_or_fault:
1769         return i ? : -EFAULT;
1770 }
1771 #endif /* !CONFIG_MMU */
1772
1773 /**
1774  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1775  * @uaddr: start of address range
1776  * @size: size of address range
1777  *
1778  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1779  * copy_from_user()).
1780  */
1781 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1782 {
1783         char __user *start = uaddr, *end;
1784
1785         if (unlikely(size == 0))
1786                 return 0;
1787         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1788                 return size;
1789         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1790                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1791                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1792         }
1793         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1794         if (unlikely(end < start))
1795                 end = NULL;
1796         while (uaddr != end) {
1797                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1798                 uaddr += PAGE_SIZE;
1799         }
1800
1801 out:
1802         user_write_access_end();
1803         if (size > uaddr - start)
1804                 return size - (uaddr - start);
1805         return 0;
1806 }
1807 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1808
1809 /**
1810  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1811  * @uaddr: start of address range
1812  * @size: size of address range
1813  *
1814  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1815  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1816  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1817  *
1818  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1819  * copy_from_user()).
1820  */
1821 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1822 {
1823         size_t faulted_in;
1824
1825         /*
1826          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1827          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1828          * functions may not check for this.
1829          */
1830         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1831         if (faulted_in)
1832                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1833
1834         return size - faulted_in;
1835 }
1836 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1837
1838 /*
1839  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1840  * @uaddr: start of address range
1841  * @size: length of address range
1842  *
1843  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1844  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1845  * memory.
1846  *
1847  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1848  *
1849  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1850  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1851  * time.
1852  *
1853  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1854  * copy_from_user().
1855  */
1856 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1857 {
1858         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1859         struct mm_struct *mm = current->mm;
1860         bool unlocked = false;
1861
1862         if (unlikely(size == 0))
1863                 return 0;
1864         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1865         if (end < start)
1866                 end = 0;
1867
1868         mmap_read_lock(mm);
1869         do {
1870                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1871                         break;
1872                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1873         } while (start != end);
1874         mmap_read_unlock(mm);
1875
1876         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1877                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1878         return 0;
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1881
1882 /**
1883  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1884  * @uaddr: start of user address range
1885  * @size: size of user address range
1886  *
1887  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1888  * copy_from_user()).
1889  */
1890 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1891 {
1892         const char __user *start = uaddr, *end;
1893         volatile char c;
1894
1895         if (unlikely(size == 0))
1896                 return 0;
1897         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1898                 return size;
1899         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1900                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1901                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1902         }
1903         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1904         if (unlikely(end < start))
1905                 end = NULL;
1906         while (uaddr != end) {
1907                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1908                 uaddr += PAGE_SIZE;
1909         }
1910
1911 out:
1912         user_read_access_end();
1913         (void)c;
1914         if (size > uaddr - start)
1915                 return size - (uaddr - start);
1916         return 0;
1917 }
1918 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
1919
1920 /**
1921  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1922  * @addr: user address
1923  *
1924  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1925  * to be freed afterwards by put_page().
1926  *
1927  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1928  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1929  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1930  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
1931  *
1932  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1933  */
1934 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1935 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1936 {
1937         struct mm_struct *mm = current->mm;
1938         struct page *page;
1939         int locked = 1;
1940         int ret;
1941
1942         if (mmap_read_lock_killable(mm))
1943                 return NULL;
1944         ret = __get_user_pages_locked(mm, addr, 1, &page, NULL, &locked,
1945                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
1946         if (locked)
1947                 mmap_read_unlock(mm);
1948         return (ret == 1) ? page : NULL;
1949 }
1950 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1951
1952 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1953 /*
1954  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
1955  */
1956 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
1957                                         struct list_head *movable_page_list,
1958                                         unsigned long nr_pages,
1959                                         struct page **pages)
1960 {
1961         unsigned long i, collected = 0;
1962         struct folio *prev_folio = NULL;
1963         bool drain_allow = true;
1964
1965         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1966                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
1967
1968                 if (folio == prev_folio)
1969                         continue;
1970                 prev_folio = folio;
1971
1972                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
1973                         continue;
1974
1975                 collected++;
1976
1977                 if (folio_is_device_coherent(folio))
1978                         continue;
1979
1980                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1981                         isolate_hugetlb(&folio->page, movable_page_list);
1982                         continue;
1983                 }
1984
1985                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
1986                         lru_add_drain_all();
1987                         drain_allow = false;
1988                 }
1989
1990                 if (!folio_isolate_lru(folio))
1991                         continue;
1992
1993                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
1994                 node_stat_mod_folio(folio,
1995                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
1996                                     folio_nr_pages(folio));
1997         }
1998
1999         return collected;
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
2004  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
2005  * (or partial success).
2006  */
2007 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
2008                                         struct list_head *movable_page_list,
2009                                         unsigned long nr_pages,
2010                                         struct page **pages)
2011 {
2012         int ret;
2013         unsigned long i;
2014
2015         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2016                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2017
2018                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2019                         /*
2020                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2021                          * the pin on the source page to a normal reference.
2022                          */
2023                         pages[i] = NULL;
2024                         folio_get(folio);
2025                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2026
2027                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2028                                 ret = -EBUSY;
2029                                 goto err;
2030                         }
2031
2032                         continue;
2033                 }
2034
2035                 /*
2036                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2037                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2038                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2039                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2040                  * page won't be freed if it's migrating.
2041                  */
2042                 unpin_user_page(pages[i]);
2043                 pages[i] = NULL;
2044         }
2045
2046         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2047                 struct migration_target_control mtc = {
2048                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2049                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2050                 };
2051
2052                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2053                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2054                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2055                         ret = -ENOMEM;
2056                         goto err;
2057                 }
2058         }
2059
2060         putback_movable_pages(movable_page_list);
2061
2062         return -EAGAIN;
2063
2064 err:
2065         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2066                 if (pages[i])
2067                         unpin_user_page(pages[i]);
2068         putback_movable_pages(movable_page_list);
2069
2070         return ret;
2071 }
2072
2073 /*
2074  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2075  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2076  * this routine.
2077  *
2078  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2079  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2080  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2081  * call this routine again.
2082  *
2083  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2084  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2085  *
2086  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2087  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2088  */
2089 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2090                                             struct page **pages)
2091 {
2092         unsigned long collected;
2093         LIST_HEAD(movable_page_list);
2094
2095         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2096                                                 nr_pages, pages);
2097         if (!collected)
2098                 return 0;
2099
2100         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2101                                                 pages);
2102 }
2103 #else
2104 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2105                                             struct page **pages)
2106 {
2107         return 0;
2108 }
2109 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2110
2111 /*
2112  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2113  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2114  */
2115 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2116                                   unsigned long start,
2117                                   unsigned long nr_pages,
2118                                   struct page **pages,
2119                                   struct vm_area_struct **vmas,
2120                                   unsigned int gup_flags)
2121 {
2122         unsigned int flags;
2123         long rc, nr_pinned_pages;
2124
2125         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2126                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
2127                                                NULL, gup_flags);
2128
2129         /*
2130          * If we get to this point then FOLL_LONGTERM is set, and FOLL_LONGTERM
2131          * implies FOLL_PIN (although the reverse is not true). Therefore it is
2132          * correct to unconditionally call check_and_migrate_movable_pages()
2133          * which assumes pages have been pinned via FOLL_PIN.
2134          *
2135          * Enforce the above reasoning by asserting that FOLL_PIN is set.
2136          */
2137         if (WARN_ON(!(gup_flags & FOLL_PIN)))
2138                 return -EINVAL;
2139         flags = memalloc_pin_save();
2140         do {
2141                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2142                                                           pages, vmas, NULL,
2143                                                           gup_flags);
2144                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2145                         rc = nr_pinned_pages;
2146                         break;
2147                 }
2148                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2149         } while (rc == -EAGAIN);
2150         memalloc_pin_restore(flags);
2151
2152         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2153 }
2154
2155 static bool is_valid_gup_flags(unsigned int gup_flags)
2156 {
2157         /*
2158          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2159          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
2160          */
2161         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2162                 return false;
2163         /*
2164          * FOLL_PIN is a prerequisite to FOLL_LONGTERM. Another way of saying
2165          * that is, FOLL_LONGTERM is a specific case, more restrictive case of
2166          * FOLL_PIN.
2167          */
2168         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2169                 return false;
2170
2171         return true;
2172 }
2173
2174 #ifdef CONFIG_MMU
2175 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2176                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2177                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2178                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2179 {
2180         /*
2181          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
2182          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2183          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
2184          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
2185          * allow what we can.
2186          */
2187         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2188                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
2189                         return -EINVAL;
2190                 /*
2191                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
2192                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
2193                  */
2194                 return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2195                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
2196                                              FOLL_REMOTE);
2197         }
2198
2199         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
2200                                        locked,
2201                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
2202 }
2203
2204 /**
2205  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2206  * @mm:         mm_struct of target mm
2207  * @start:      starting user address
2208  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2209  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2210  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2211  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2212  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2213  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2214  *              Or NULL if the caller does not require them.
2215  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2216  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2217  *              utilised. Lock must initially be held.
2218  *
2219  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2220  * number requested), or an error. Details about the return value:
2221  *
2222  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2223  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2224  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2225  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2226  *
2227  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2228  *
2229  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
2230  *
2231  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2232  *
2233  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2234  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2235  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2236  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2237  *
2238  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2239  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2240  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2241  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
2242  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2243  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2244  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2245  * locks can't be held over the syscall boundary.
2246  *
2247  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2248  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2249  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2250  *
2251  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2252  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2253  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2254  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2255  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2256  *
2257  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2258  *
2259  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2260  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2261  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2262  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2263  */
2264 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2265                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2266                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2267                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2268 {
2269         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2270                 return -EINVAL;
2271
2272         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
2273                                        pages, vmas, locked);
2274 }
2275 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2276
2277 #else /* CONFIG_MMU */
2278 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2279                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2280                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2281                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2282 {
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2287                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2288                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2289                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2290 {
2291         return 0;
2292 }
2293 #endif /* !CONFIG_MMU */
2294
2295 /**
2296  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2297  * @start:      starting user address
2298  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2299  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2300  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2301  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2302  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2303  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2304  *              Or NULL if the caller does not require them.
2305  *
2306  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2307  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2308  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2309  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2310  */
2311 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2312                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2313                 struct vm_area_struct **vmas)
2314 {
2315         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2316                 return -EINVAL;
2317
2318         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
2319                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2320 }
2321 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2322
2323 /*
2324  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2325  *
2326  *      mmap_read_lock(mm);
2327  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2328  *      mmap_read_unlock(mm);
2329  *
2330  *  with:
2331  *
2332  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2333  *
2334  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2335  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2336  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2337  */
2338 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2339                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2340 {
2341         struct mm_struct *mm = current->mm;
2342         int locked = 1;
2343         long ret;
2344
2345         /*
2346          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2347          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2348          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2349          * disallow this option for now.
2350          */
2351         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2352                 return -EINVAL;
2353
2354         mmap_read_lock(mm);
2355         ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, NULL,
2356                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2357         if (locked)
2358                 mmap_read_unlock(mm);
2359         return ret;
2360 }
2361 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2362
2363 /*
2364  * Fast GUP
2365  *
2366  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2367  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2368  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2369  * block any THP splits.
2370  *
2371  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2372  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2373  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2374  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2375  *
2376  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2377  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2378  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2379  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2380  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2381  *
2382  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2383  * are currently made:
2384  *
2385  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2386  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2387  *
2388  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2389  *
2390  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2391  *
2392  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2393  *
2394  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2395  */
2396 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2397
2398 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2399                                             unsigned int flags,
2400                                             struct page **pages)
2401 {
2402         while ((*nr) - nr_start) {
2403                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2404
2405                 ClearPageReferenced(page);
2406                 if (flags & FOLL_PIN)
2407                         unpin_user_page(page);
2408                 else
2409                         put_page(page);
2410         }
2411 }
2412
2413 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2414 /*
2415  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2416  * operations.
2417  *
2418  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2419  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2420  *
2421  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2422  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2423  * is pinned.
2424  *
2425  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2426  *
2427  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2428  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2429  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2430  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2431  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2432  */
2433 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2434                          unsigned long end, unsigned int flags,
2435                          struct page **pages, int *nr)
2436 {
2437         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2438         int nr_start = *nr, ret = 0;
2439         pte_t *ptep, *ptem;
2440
2441         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2442         do {
2443                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2444                 struct page *page;
2445                 struct folio *folio;
2446
2447                 if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
2448                         goto pte_unmap;
2449
2450                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2451                         goto pte_unmap;
2452
2453                 if (pte_devmap(pte)) {
2454                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2455                                 goto pte_unmap;
2456
2457                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2458                         if (unlikely(!pgmap)) {
2459                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2460                                 goto pte_unmap;
2461                         }
2462                 } else if (pte_special(pte))
2463                         goto pte_unmap;
2464
2465                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2466                 page = pte_page(pte);
2467
2468                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2469                 if (!folio)
2470                         goto pte_unmap;
2471
2472                 if (unlikely(page_is_secretmem(page))) {
2473                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2474                         goto pte_unmap;
2475                 }
2476
2477                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2478                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2479                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2480                         goto pte_unmap;
2481                 }
2482
2483                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, page)) {
2484                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2485                         goto pte_unmap;
2486                 }
2487
2488                 /*
2489                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2490                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2491                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2492                  * details.
2493                  */
2494                 if (flags & FOLL_PIN) {
2495                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2496                         if (ret) {
2497                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2498                                 goto pte_unmap;
2499                         }
2500                 }
2501                 folio_set_referenced(folio);
2502                 pages[*nr] = page;
2503                 (*nr)++;
2504         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2505
2506         ret = 1;
2507
2508 pte_unmap:
2509         if (pgmap)
2510                 put_dev_pagemap(pgmap);
2511         pte_unmap(ptem);
2512         return ret;
2513 }
2514 #else
2515
2516 /*
2517  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2518  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2519  * to be special.
2520  *
2521  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2522  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2523  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2524  */
2525 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2526                          unsigned long end, unsigned int flags,
2527                          struct page **pages, int *nr)
2528 {
2529         return 0;
2530 }
2531 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2532
2533 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2534 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2535                              unsigned long end, unsigned int flags,
2536                              struct page **pages, int *nr)
2537 {
2538         int nr_start = *nr;
2539         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2540
2541         do {
2542                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2543
2544                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2545                 if (unlikely(!pgmap)) {
2546                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2547                         break;
2548                 }
2549
2550                 if (!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)) {
2551                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2552                         break;
2553                 }
2554
2555                 SetPageReferenced(page);
2556                 pages[*nr] = page;
2557                 if (unlikely(try_grab_page(page, flags))) {
2558                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2559                         break;
2560                 }
2561                 (*nr)++;
2562                 pfn++;
2563         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2564
2565         put_dev_pagemap(pgmap);
2566         return addr == end;
2567 }
2568
2569 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2570                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2571                                  struct page **pages, int *nr)
2572 {
2573         unsigned long fault_pfn;
2574         int nr_start = *nr;
2575
2576         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2577         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2578                 return 0;
2579
2580         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2581                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2582                 return 0;
2583         }
2584         return 1;
2585 }
2586
2587 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2588                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2589                                  struct page **pages, int *nr)
2590 {
2591         unsigned long fault_pfn;
2592         int nr_start = *nr;
2593
2594         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2595         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2596                 return 0;
2597
2598         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2599                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2600                 return 0;
2601         }
2602         return 1;
2603 }
2604 #else
2605 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2606                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2607                                  struct page **pages, int *nr)
2608 {
2609         BUILD_BUG();
2610         return 0;
2611 }
2612
2613 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2614                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2615                                  struct page **pages, int *nr)
2616 {
2617         BUILD_BUG();
2618         return 0;
2619 }
2620 #endif
2621
2622 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2623                            unsigned long end, struct page **pages)
2624 {
2625         int nr;
2626
2627         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2628                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2629
2630         return nr;
2631 }
2632
2633 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2634 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2635                                       unsigned long sz)
2636 {
2637         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2638         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2639 }
2640
2641 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2642                        unsigned long end, unsigned int flags,
2643                        struct page **pages, int *nr)
2644 {
2645         unsigned long pte_end;
2646         struct page *page;
2647         struct folio *folio;
2648         pte_t pte;
2649         int refs;
2650
2651         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2652         if (pte_end < end)
2653                 end = pte_end;
2654
2655         pte = huge_ptep_get(ptep);
2656
2657         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2658                 return 0;
2659
2660         /* hugepages are never "special" */
2661         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2662
2663         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2664         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2665
2666         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2667         if (!folio)
2668                 return 0;
2669
2670         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2671                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2672                 return 0;
2673         }
2674
2675         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2676                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2677                 return 0;
2678         }
2679
2680         *nr += refs;
2681         folio_set_referenced(folio);
2682         return 1;
2683 }
2684
2685 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2686                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2687                 struct page **pages, int *nr)
2688 {
2689         pte_t *ptep;
2690         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2691         unsigned long next;
2692
2693         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2694         do {
2695                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2696                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2697                         return 0;
2698         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2699
2700         return 1;
2701 }
2702 #else
2703 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2704                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2705                 struct page **pages, int *nr)
2706 {
2707         return 0;
2708 }
2709 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2710
2711 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2712                         unsigned long end, unsigned int flags,
2713                         struct page **pages, int *nr)
2714 {
2715         struct page *page;
2716         struct folio *folio;
2717         int refs;
2718
2719         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2720                 return 0;
2721
2722         if (pmd_devmap(orig)) {
2723                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2724                         return 0;
2725                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2726                                              pages, nr);
2727         }
2728
2729         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2730         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2731
2732         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2733         if (!folio)
2734                 return 0;
2735
2736         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2737                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2738                 return 0;
2739         }
2740
2741         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2742                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2743                 return 0;
2744         }
2745
2746         *nr += refs;
2747         folio_set_referenced(folio);
2748         return 1;
2749 }
2750
2751 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2752                         unsigned long end, unsigned int flags,
2753                         struct page **pages, int *nr)
2754 {
2755         struct page *page;
2756         struct folio *folio;
2757         int refs;
2758
2759         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2760                 return 0;
2761
2762         if (pud_devmap(orig)) {
2763                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2764                         return 0;
2765                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2766                                              pages, nr);
2767         }
2768
2769         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2770         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2771
2772         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2773         if (!folio)
2774                 return 0;
2775
2776         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2777                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2778                 return 0;
2779         }
2780
2781         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2782                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2783                 return 0;
2784         }
2785
2786         *nr += refs;
2787         folio_set_referenced(folio);
2788         return 1;
2789 }
2790
2791 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2792                         unsigned long end, unsigned int flags,
2793                         struct page **pages, int *nr)
2794 {
2795         int refs;
2796         struct page *page;
2797         struct folio *folio;
2798
2799         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2800                 return 0;
2801
2802         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2803
2804         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2805         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2806
2807         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2808         if (!folio)
2809                 return 0;
2810
2811         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2812                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2813                 return 0;
2814         }
2815
2816         *nr += refs;
2817         folio_set_referenced(folio);
2818         return 1;
2819 }
2820
2821 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2822                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2823 {
2824         unsigned long next;
2825         pmd_t *pmdp;
2826
2827         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2828         do {
2829                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2830
2831                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2832                 if (!pmd_present(pmd))
2833                         return 0;
2834
2835                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2836                              pmd_devmap(pmd))) {
2837                         if (pmd_protnone(pmd) &&
2838                             !gup_can_follow_protnone(flags))
2839                                 return 0;
2840
2841                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2842                                 pages, nr))
2843                                 return 0;
2844
2845                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2846                         /*
2847                          * architecture have different format for hugetlbfs
2848                          * pmd format and THP pmd format
2849                          */
2850                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2851                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2852                                 return 0;
2853                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
2854                         return 0;
2855         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2856
2857         return 1;
2858 }
2859
2860 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2861                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2862 {
2863         unsigned long next;
2864         pud_t *pudp;
2865
2866         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
2867         do {
2868                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2869
2870                 next = pud_addr_end(addr, end);
2871                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2872                         return 0;
2873                 if (unlikely(pud_huge(pud) || pud_devmap(pud))) {
2874                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2875                                           pages, nr))
2876                                 return 0;
2877                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2878                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2879                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2880                                 return 0;
2881                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
2882                         return 0;
2883         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2884
2885         return 1;
2886 }
2887
2888 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2889                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2890 {
2891         unsigned long next;
2892         p4d_t *p4dp;
2893
2894         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
2895         do {
2896                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2897
2898                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2899                 if (p4d_none(p4d))
2900                         return 0;
2901                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2902                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2903                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2904                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2905                                 return 0;
2906                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2907                         return 0;
2908         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2909
2910         return 1;
2911 }
2912
2913 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2914                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2915 {
2916         unsigned long next;
2917         pgd_t *pgdp;
2918
2919         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2920         do {
2921                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2922
2923                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2924                 if (pgd_none(pgd))
2925                         return;
2926                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2927                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2928                                           pages, nr))
2929                                 return;
2930                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2931                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2932                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2933                                 return;
2934                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2935                         return;
2936         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2937 }
2938 #else
2939 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2940                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2941 {
2942 }
2943 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2944
2945 #ifndef gup_fast_permitted
2946 /*
2947  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2948  * we need to fall back to the slow version:
2949  */
2950 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2951 {
2952         return true;
2953 }
2954 #endif
2955
2956 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2957                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2958 {
2959         int ret;
2960
2961         /*
2962          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2963          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2964          */
2965         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2966                 mmap_read_lock(current->mm);
2967                 ret = __gup_longterm_locked(current->mm,
2968                                             start, nr_pages,
2969                                             pages, NULL, gup_flags);
2970                 mmap_read_unlock(current->mm);
2971         } else {
2972                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2973                                               pages, gup_flags);
2974         }
2975
2976         return ret;
2977 }
2978
2979 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
2980                                             unsigned long end,
2981                                             unsigned int gup_flags,
2982                                             struct page **pages)
2983 {
2984         unsigned long flags;
2985         int nr_pinned = 0;
2986         unsigned seq;
2987
2988         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
2989             !gup_fast_permitted(start, end))
2990                 return 0;
2991
2992         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2993                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
2994                 if (seq & 1)
2995                         return 0;
2996         }
2997
2998         /*
2999          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
3000          * general purpose use of this routine.
3001          *
3002          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
3003          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
3004          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
3005          *
3006          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
3007          * that come from THPs splitting.
3008          */
3009         local_irq_save(flags);
3010         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
3011         local_irq_restore(flags);
3012
3013         /*
3014          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
3015          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
3016          */
3017         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3018                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3019                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3020                         return 0;
3021                 } else {
3022                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3023                 }
3024         }
3025         return nr_pinned;
3026 }
3027
3028 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3029                                         unsigned long nr_pages,
3030                                         unsigned int gup_flags,
3031                                         struct page **pages)
3032 {
3033         unsigned long len, end;
3034         unsigned long nr_pinned;
3035         int ret;
3036
3037         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3038                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3039                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT |
3040                                        FOLL_PCI_P2PDMA)))
3041                 return -EINVAL;
3042
3043         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3044                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3045
3046         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3047                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3048
3049         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3050         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3051         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3052                 return 0;
3053         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3054                 return -EFAULT;
3055
3056         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3057         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3058                 return nr_pinned;
3059
3060         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3061         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3062         pages += nr_pinned;
3063         ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned, gup_flags,
3064                                       pages);
3065         if (ret < 0) {
3066                 /*
3067                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3068                  * returning -errno is not an option
3069                  */
3070                 if (nr_pinned)
3071                         return nr_pinned;
3072                 return ret;
3073         }
3074         return ret + nr_pinned;
3075 }
3076
3077 /**
3078  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3079  * @start:      starting user address
3080  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3081  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3082  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3083  *              Should be at least nr_pages long.
3084  *
3085  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3086  * the regular GUP.
3087  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
3088  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
3089  *
3090  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3091  * pages pinned.
3092  *
3093  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3094  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3095  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3096  */
3097 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3098                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3099 {
3100         int nr_pinned;
3101         /*
3102          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3103          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3104          *
3105          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3106          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3107          */
3108         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
3109
3110         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
3111                                                  pages);
3112
3113         /*
3114          * As specified in the API description above, this routine is not
3115          * allowed to return negative values. However, the common core
3116          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
3117          * Therefore, correct for that here:
3118          */
3119         if (nr_pinned < 0)
3120                 nr_pinned = 0;
3121
3122         return nr_pinned;
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3125
3126 /**
3127  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3128  * @start:      starting user address
3129  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3130  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3131  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3132  *              Should be at least nr_pages long.
3133  *
3134  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3135  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3136  * calling get_user_pages().
3137  *
3138  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3139  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3140  * -errno.
3141  */
3142 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3143                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3144 {
3145         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
3146                 return -EINVAL;
3147
3148         /*
3149          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3150          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3151          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3152          * request.
3153          */
3154         gup_flags |= FOLL_GET;
3155         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3156 }
3157 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3158
3159 /**
3160  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3161  *
3162  * @start:      starting user address
3163  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3164  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3165  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3166  *              Should be at least nr_pages long.
3167  *
3168  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3169  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3170  * the arguments here are identical.
3171  *
3172  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3173  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3174  */
3175 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3176                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3177 {
3178         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3179         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3180                 return -EINVAL;
3181
3182         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3183                 return -EINVAL;
3184
3185         gup_flags |= FOLL_PIN;
3186         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3189
3190 /*
3191  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
3192  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
3193  *
3194  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
3195  */
3196 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3197                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3198 {
3199         int nr_pinned;
3200
3201         /*
3202          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
3203          * rules require returning 0, rather than -errno:
3204          */
3205         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3206                 return 0;
3207
3208         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3209                 return 0;
3210         /*
3211          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3212          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3213          */
3214         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
3215         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
3216                                                  pages);
3217         /*
3218          * This routine is not allowed to return negative values. However,
3219          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
3220          * correct for that here:
3221          */
3222         if (nr_pinned < 0)
3223                 nr_pinned = 0;
3224
3225         return nr_pinned;
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
3228
3229 /**
3230  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3231  *
3232  * @mm:         mm_struct of target mm
3233  * @start:      starting user address
3234  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3235  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3236  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3237  *              Should be at least nr_pages long.
3238  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3239  *              Or NULL if the caller does not require them.
3240  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3241  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3242  *              utilised. Lock must initially be held.
3243  *
3244  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3245  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3246  * the arguments here are identical.
3247  *
3248  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3249  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3250  */
3251 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3252                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3253                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3254                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
3255 {
3256         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3257         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3258                 return -EINVAL;
3259
3260         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3261                 return -EINVAL;
3262
3263         gup_flags |= FOLL_PIN;
3264         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
3265                                        pages, vmas, locked);
3266 }
3267 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3268
3269 /**
3270  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3271  *
3272  * @start:      starting user address
3273  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3274  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3275  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3276  *              Should be at least nr_pages long.
3277  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3278  *              Or NULL if the caller does not require them.
3279  *
3280  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3281  * FOLL_PIN is set.
3282  *
3283  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3284  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3285  */
3286 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3287                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3288                     struct vm_area_struct **vmas)
3289 {
3290         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3291         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3292                 return -EINVAL;
3293
3294         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3295                 return -EINVAL;
3296
3297         gup_flags |= FOLL_PIN;
3298         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3299                                      pages, vmas, gup_flags);
3300 }
3301 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3302
3303 /*
3304  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3305  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3306  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3307  */
3308 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3309                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3310 {
3311         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3312         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3313                 return -EINVAL;
3314
3315         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3316                 return -EINVAL;
3317
3318         gup_flags |= FOLL_PIN;
3319         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
3320 }
3321 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);