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