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