mm/gup: add folio to list when folio_isolate_lru() succeed
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13 #include <linux/secretmem.h>
14
15 #include <linux/sched/signal.h>
16 #include <linux/rwsem.h>
17 #include <linux/hugetlb.h>
18 #include <linux/migrate.h>
19 #include <linux/mm_inline.h>
20 #include <linux/sched/mm.h>
21
22 #include <asm/mmu_context.h>
23 #include <asm/tlbflush.h>
24
25 #include "internal.h"
26
27 struct follow_page_context {
28         struct dev_pagemap *pgmap;
29         unsigned int page_mask;
30 };
31
32 static inline void sanity_check_pinned_pages(struct page **pages,
33                                              unsigned long npages)
34 {
35         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
36                 return;
37
38         /*
39          * We only pin anonymous pages if they are exclusive. Once pinned, we
40          * can no longer turn them possibly shared and PageAnonExclusive() will
41          * stick around until the page is freed.
42          *
43          * We'd like to verify that our pinned anonymous pages are still mapped
44          * exclusively. The issue with anon THP is that we don't know how
45          * they are/were mapped when pinning them. However, for anon
46          * THP we can assume that either the given page (PTE-mapped THP) or
47          * the head page (PMD-mapped THP) should be PageAnonExclusive(). If
48          * neither is the case, there is certainly something wrong.
49          */
50         for (; npages; npages--, pages++) {
51                 struct page *page = *pages;
52                 struct folio *folio = page_folio(page);
53
54                 if (!folio_test_anon(folio))
55                         continue;
56                 if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
57                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page), page);
58                 else
59                         /* Either a PTE-mapped or a PMD-mapped THP. */
60                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page) &&
61                                        !PageAnonExclusive(page), page);
62         }
63 }
64
65 /*
66  * Return the folio with ref appropriately incremented,
67  * or NULL if that failed.
68  */
69 static inline struct folio *try_get_folio(struct page *page, int refs)
70 {
71         struct folio *folio;
72
73 retry:
74         folio = page_folio(page);
75         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < 0))
76                 return NULL;
77         if (unlikely(!folio_ref_try_add_rcu(folio, refs)))
78                 return NULL;
79
80         /*
81          * At this point we have a stable reference to the folio; but it
82          * could be that between calling page_folio() and the refcount
83          * increment, the folio was split, in which case we'd end up
84          * holding a reference on a folio that has nothing to do with the page
85          * we were given anymore.
86          * So now that the folio is stable, recheck that the page still
87          * belongs to this folio.
88          */
89         if (unlikely(page_folio(page) != folio)) {
90                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
91                         folio_put_refs(folio, refs);
92                 goto retry;
93         }
94
95         return folio;
96 }
97
98 /**
99  * try_grab_folio() - Attempt to get or pin a folio.
100  * @page:  pointer to page to be grabbed
101  * @refs:  the value to (effectively) add to the folio's refcount
102  * @flags: gup flags: these are the FOLL_* flag values.
103  *
104  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
105  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the folio's refcount.
106  *
107  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
108  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
109  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
110  *
111  *    FOLL_GET: folio's refcount will be incremented by @refs.
112  *
113  *    FOLL_PIN on large folios: folio's refcount will be incremented by
114  *    @refs, and its compound_pincount will be incremented by @refs.
115  *
116  *    FOLL_PIN on single-page folios: folio's refcount will be incremented by
117  *    @refs * GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
118  *
119  * Return: The folio containing @page (with refcount appropriately
120  * incremented) for success, or NULL upon failure. If neither FOLL_GET
121  * nor FOLL_PIN was set, that's considered failure, and furthermore,
122  * a likely bug in the caller, so a warning is also emitted.
123  */
124 struct folio *try_grab_folio(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
125 {
126         if (flags & FOLL_GET)
127                 return try_get_folio(page, refs);
128         else if (flags & FOLL_PIN) {
129                 struct folio *folio;
130
131                 /*
132                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN gup fast path if not in a
133                  * right zone, so fail and let the caller fall back to the slow
134                  * path.
135                  */
136                 if (unlikely((flags & FOLL_LONGTERM) &&
137                              !is_longterm_pinnable_page(page)))
138                         return NULL;
139
140                 /*
141                  * CAUTION: Don't use compound_head() on the page before this
142                  * point, the result won't be stable.
143                  */
144                 folio = try_get_folio(page, refs);
145                 if (!folio)
146                         return NULL;
147
148                 /*
149                  * When pinning a large folio, use an exact count to track it.
150                  *
151                  * However, be sure to *also* increment the normal folio
152                  * refcount field at least once, so that the folio really
153                  * is pinned.  That's why the refcount from the earlier
154                  * try_get_folio() is left intact.
155                  */
156                 if (folio_test_large(folio))
157                         atomic_add(refs, folio_pincount_ptr(folio));
158                 else
159                         folio_ref_add(folio,
160                                         refs * (GUP_PIN_COUNTING_BIAS - 1));
161                 /*
162                  * Adjust the pincount before re-checking the PTE for changes.
163                  * This is essentially a smp_mb() and is paired with a memory
164                  * barrier in page_try_share_anon_rmap().
165                  */
166                 smp_mb__after_atomic();
167
168                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, refs);
169
170                 return folio;
171         }
172
173         WARN_ON_ONCE(1);
174         return NULL;
175 }
176
177 static void gup_put_folio(struct folio *folio, int refs, unsigned int flags)
178 {
179         if (flags & FOLL_PIN) {
180                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_RELEASED, refs);
181                 if (folio_test_large(folio))
182                         atomic_sub(refs, folio_pincount_ptr(folio));
183                 else
184                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
185         }
186
187         if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
188                 folio_put_refs(folio, refs);
189 }
190
191 /**
192  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
193  * @page:    pointer to page to be grabbed
194  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
195  *
196  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
197  *
198  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
199  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
200  *
201  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
202  * time. Cases: please see the try_grab_folio() documentation, with
203  * "refs=1".
204  *
205  * Return: true for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
206  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). False for failure: FOLL_GET or
207  * FOLL_PIN was set, but the page could not be grabbed.
208  */
209 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
210 {
211         struct folio *folio = page_folio(page);
212
213         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
214         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) <= 0))
215                 return false;
216
217         if (flags & FOLL_GET)
218                 folio_ref_inc(folio);
219         else if (flags & FOLL_PIN) {
220                 /*
221                  * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also*
222                  * increment the normal page refcount field at least once,
223                  * so that the page really is pinned.
224                  */
225                 if (folio_test_large(folio)) {
226                         folio_ref_add(folio, 1);
227                         atomic_add(1, folio_pincount_ptr(folio));
228                 } else {
229                         folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
230                 }
231
232                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
233         }
234
235         return true;
236 }
237
238 /**
239  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
240  * @page:            pointer to page to be released
241  *
242  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
243  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
244  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
245  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
246  */
247 void unpin_user_page(struct page *page)
248 {
249         sanity_check_pinned_pages(&page, 1);
250         gup_put_folio(page_folio(page), 1, FOLL_PIN);
251 }
252 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
253
254 static inline struct folio *gup_folio_range_next(struct page *start,
255                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
256 {
257         struct page *next = nth_page(start, i);
258         struct folio *folio = page_folio(next);
259         unsigned int nr = 1;
260
261         if (folio_test_large(folio))
262                 nr = min_t(unsigned int, npages - i,
263                            folio_nr_pages(folio) - folio_page_idx(folio, next));
264
265         *ntails = nr;
266         return folio;
267 }
268
269 static inline struct folio *gup_folio_next(struct page **list,
270                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
271 {
272         struct folio *folio = page_folio(list[i]);
273         unsigned int nr;
274
275         for (nr = i + 1; nr < npages; nr++) {
276                 if (page_folio(list[nr]) != folio)
277                         break;
278         }
279
280         *ntails = nr - i;
281         return folio;
282 }
283
284 /**
285  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
286  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
287  * @npages: number of pages in the @pages array.
288  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
289  *
290  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
291  * variants called on that page.
292  *
293  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
294  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
295  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
296  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
297  *
298  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
299  *
300  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
301  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
302  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
303  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
304  *
305  */
306 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
307                                  bool make_dirty)
308 {
309         unsigned long i;
310         struct folio *folio;
311         unsigned int nr;
312
313         if (!make_dirty) {
314                 unpin_user_pages(pages, npages);
315                 return;
316         }
317
318         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
319         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
320                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
321                 /*
322                  * Checking PageDirty at this point may race with
323                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
324                  * cases:
325                  *
326                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
327                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
328                  * because clear_page_dirty_for_io() called
329                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
330                  * However, now the page is going to get written back,
331                  * which meets the original intention of setting it
332                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
333                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
334                  * back.
335                  *
336                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
337                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
338                  * written back, so it gets written back again in the
339                  * next writeback cycle. This is harmless.
340                  */
341                 if (!folio_test_dirty(folio)) {
342                         folio_lock(folio);
343                         folio_mark_dirty(folio);
344                         folio_unlock(folio);
345                 }
346                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
347         }
348 }
349 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
350
351 /**
352  * unpin_user_page_range_dirty_lock() - release and optionally dirty
353  * gup-pinned page range
354  *
355  * @page:  the starting page of a range maybe marked dirty, and definitely released.
356  * @npages: number of consecutive pages to release.
357  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
358  *
359  * "gup-pinned page range" refers to a range of pages that has had one of the
360  * pin_user_pages() variants called on that page.
361  *
362  * For the page ranges defined by [page .. page+npages], make that range (or
363  * its head pages, if a compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the
364  * page range was previously listed as clean.
365  *
366  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
367  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
368  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
369  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
370  *
371  */
372 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
373                                       bool make_dirty)
374 {
375         unsigned long i;
376         struct folio *folio;
377         unsigned int nr;
378
379         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
380                 folio = gup_folio_range_next(page, npages, i, &nr);
381                 if (make_dirty && !folio_test_dirty(folio)) {
382                         folio_lock(folio);
383                         folio_mark_dirty(folio);
384                         folio_unlock(folio);
385                 }
386                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
387         }
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page_range_dirty_lock);
390
391 static void unpin_user_pages_lockless(struct page **pages, unsigned long npages)
392 {
393         unsigned long i;
394         struct folio *folio;
395         unsigned int nr;
396
397         /*
398          * Don't perform any sanity checks because we might have raced with
399          * fork() and some anonymous pages might now actually be shared --
400          * which is why we're unpinning after all.
401          */
402         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
403                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
404                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
405         }
406 }
407
408 /**
409  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
410  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
411  * @npages: number of pages in the @pages array.
412  *
413  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
414  *
415  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
416  */
417 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
418 {
419         unsigned long i;
420         struct folio *folio;
421         unsigned int nr;
422
423         /*
424          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
425          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
426          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
427          */
428         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
429                 return;
430
431         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
432         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
433                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
434                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
435         }
436 }
437 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
438
439 /*
440  * Set the MMF_HAS_PINNED if not set yet; after set it'll be there for the mm's
441  * lifecycle.  Avoid setting the bit unless necessary, or it might cause write
442  * cache bouncing on large SMP machines for concurrent pinned gups.
443  */
444 static inline void mm_set_has_pinned_flag(unsigned long *mm_flags)
445 {
446         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags))
447                 set_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags);
448 }
449
450 #ifdef CONFIG_MMU
451 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
452                 unsigned int flags)
453 {
454         /*
455          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
456          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
457          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
458          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
459          * But we can only make this optimization where a hole would surely
460          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
461          */
462         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
463                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
464                 return ERR_PTR(-EFAULT);
465         return NULL;
466 }
467
468 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
469                 pte_t *pte, unsigned int flags)
470 {
471         if (flags & FOLL_TOUCH) {
472                 pte_t entry = *pte;
473
474                 if (flags & FOLL_WRITE)
475                         entry = pte_mkdirty(entry);
476                 entry = pte_mkyoung(entry);
477
478                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
479                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
480                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
481                 }
482         }
483
484         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
485         return -EEXIST;
486 }
487
488 /* FOLL_FORCE can write to even unwritable PTEs in COW mappings. */
489 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, struct page *page,
490                                         struct vm_area_struct *vma,
491                                         unsigned int flags)
492 {
493         /* If the pte is writable, we can write to the page. */
494         if (pte_write(pte))
495                 return true;
496
497         /* Maybe FOLL_FORCE is set to override it? */
498         if (!(flags & FOLL_FORCE))
499                 return false;
500
501         /* But FOLL_FORCE has no effect on shared mappings */
502         if (vma->vm_flags & (VM_MAYSHARE | VM_SHARED))
503                 return false;
504
505         /* ... or read-only private ones */
506         if (!(vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
507                 return false;
508
509         /* ... or already writable ones that just need to take a write fault */
510         if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
511                 return false;
512
513         /*
514          * See can_change_pte_writable(): we broke COW and could map the page
515          * writable if we have an exclusive anonymous page ...
516          */
517         if (!page || !PageAnon(page) || !PageAnonExclusive(page))
518                 return false;
519
520         /* ... and a write-fault isn't required for other reasons. */
521         if (vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte))
522                 return false;
523         return !userfaultfd_pte_wp(vma, pte);
524 }
525
526 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
527                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
528                 struct dev_pagemap **pgmap)
529 {
530         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
531         struct page *page;
532         spinlock_t *ptl;
533         pte_t *ptep, pte;
534         int ret;
535
536         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
537         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
538                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
539                 return ERR_PTR(-EINVAL);
540
541         /*
542          * Considering PTE level hugetlb, like continuous-PTE hugetlb on
543          * ARM64 architecture.
544          */
545         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
546                 page = follow_huge_pmd_pte(vma, address, flags);
547                 if (page)
548                         return page;
549                 return no_page_table(vma, flags);
550         }
551
552 retry:
553         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
554                 return no_page_table(vma, flags);
555
556         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
557         pte = *ptep;
558         if (!pte_present(pte)) {
559                 swp_entry_t entry;
560                 /*
561                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
562                  * even while it is being migrated, so for that case we
563                  * need migration_entry_wait().
564                  */
565                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
566                         goto no_page;
567                 if (pte_none(pte))
568                         goto no_page;
569                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
570                 if (!is_migration_entry(entry))
571                         goto no_page;
572                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
573                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
574                 goto retry;
575         }
576         if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
577                 goto no_page;
578
579         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
580
581         /*
582          * We only care about anon pages in can_follow_write_pte() and don't
583          * have to worry about pte_devmap() because they are never anon.
584          */
585         if ((flags & FOLL_WRITE) &&
586             !can_follow_write_pte(pte, page, vma, flags)) {
587                 page = NULL;
588                 goto out;
589         }
590
591         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
592                 /*
593                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
594                  * case since they are only valid while holding the pgmap
595                  * reference.
596                  */
597                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
598                 if (*pgmap)
599                         page = pte_page(pte);
600                 else
601                         goto no_page;
602         } else if (unlikely(!page)) {
603                 if (flags & FOLL_DUMP) {
604                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
605                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
606                         goto out;
607                 }
608
609                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
610                         page = pte_page(pte);
611                 } else {
612                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
613                         page = ERR_PTR(ret);
614                         goto out;
615                 }
616         }
617
618         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, page)) {
619                 page = ERR_PTR(-EMLINK);
620                 goto out;
621         }
622
623         VM_BUG_ON_PAGE((flags & FOLL_PIN) && PageAnon(page) &&
624                        !PageAnonExclusive(page), page);
625
626         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
627         if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
628                 page = ERR_PTR(-ENOMEM);
629                 goto out;
630         }
631         /*
632          * We need to make the page accessible if and only if we are going
633          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
634          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
635          */
636         if (flags & FOLL_PIN) {
637                 ret = arch_make_page_accessible(page);
638                 if (ret) {
639                         unpin_user_page(page);
640                         page = ERR_PTR(ret);
641                         goto out;
642                 }
643         }
644         if (flags & FOLL_TOUCH) {
645                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
646                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
647                         set_page_dirty(page);
648                 /*
649                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
650                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
651                  * mark_page_accessed().
652                  */
653                 mark_page_accessed(page);
654         }
655 out:
656         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
657         return page;
658 no_page:
659         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
660         if (!pte_none(pte))
661                 return NULL;
662         return no_page_table(vma, flags);
663 }
664
665 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
666                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
667                                     unsigned int flags,
668                                     struct follow_page_context *ctx)
669 {
670         pmd_t *pmd, pmdval;
671         spinlock_t *ptl;
672         struct page *page;
673         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
674
675         pmd = pmd_offset(pudp, address);
676         /*
677          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
678          * on the stack so that it will stop changing under the code.
679          */
680         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
681         if (pmd_none(pmdval))
682                 return no_page_table(vma, flags);
683         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
684                 page = follow_huge_pmd_pte(vma, address, flags);
685                 if (page)
686                         return page;
687                 return no_page_table(vma, flags);
688         }
689         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
690                 page = follow_huge_pd(vma, address,
691                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
692                                       PMD_SHIFT);
693                 if (page)
694                         return page;
695                 return no_page_table(vma, flags);
696         }
697 retry:
698         if (!pmd_present(pmdval)) {
699                 /*
700                  * Should never reach here, if thp migration is not supported;
701                  * Otherwise, it must be a thp migration entry.
702                  */
703                 VM_BUG_ON(!thp_migration_supported() ||
704                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
705
706                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
707                         return no_page_table(vma, flags);
708
709                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
710                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
711                 /*
712                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
713                  * mmap_lock is held in read mode
714                  */
715                 if (pmd_none(pmdval))
716                         return no_page_table(vma, flags);
717                 goto retry;
718         }
719         if (pmd_devmap(pmdval)) {
720                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
721                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
722                 spin_unlock(ptl);
723                 if (page)
724                         return page;
725         }
726         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
727                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
728
729         if (pmd_protnone(pmdval) && !gup_can_follow_protnone(flags))
730                 return no_page_table(vma, flags);
731
732 retry_locked:
733         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
734         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
735                 spin_unlock(ptl);
736                 return no_page_table(vma, flags);
737         }
738         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
739                 spin_unlock(ptl);
740                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
741                         return no_page_table(vma, flags);
742                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
743                 goto retry_locked;
744         }
745         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
746                 spin_unlock(ptl);
747                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
748         }
749         if (flags & FOLL_SPLIT_PMD) {
750                 int ret;
751                 page = pmd_page(*pmd);
752                 if (is_huge_zero_page(page)) {
753                         spin_unlock(ptl);
754                         ret = 0;
755                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
756                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
757                                 ret = -EBUSY;
758                 } else {
759                         spin_unlock(ptl);
760                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
761                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
762                 }
763
764                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
765                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
766         }
767         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
768         spin_unlock(ptl);
769         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
770         return page;
771 }
772
773 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
774                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
775                                     unsigned int flags,
776                                     struct follow_page_context *ctx)
777 {
778         pud_t *pud;
779         spinlock_t *ptl;
780         struct page *page;
781         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
782
783         pud = pud_offset(p4dp, address);
784         if (pud_none(*pud))
785                 return no_page_table(vma, flags);
786         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
787                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
788                 if (page)
789                         return page;
790                 return no_page_table(vma, flags);
791         }
792         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
793                 page = follow_huge_pd(vma, address,
794                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
795                                       PUD_SHIFT);
796                 if (page)
797                         return page;
798                 return no_page_table(vma, flags);
799         }
800         if (pud_devmap(*pud)) {
801                 ptl = pud_lock(mm, pud);
802                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
803                 spin_unlock(ptl);
804                 if (page)
805                         return page;
806         }
807         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
808                 return no_page_table(vma, flags);
809
810         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
811 }
812
813 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
814                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
815                                     unsigned int flags,
816                                     struct follow_page_context *ctx)
817 {
818         p4d_t *p4d;
819         struct page *page;
820
821         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
822         if (p4d_none(*p4d))
823                 return no_page_table(vma, flags);
824         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
825         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
826                 return no_page_table(vma, flags);
827
828         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
829                 page = follow_huge_pd(vma, address,
830                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
831                                       P4D_SHIFT);
832                 if (page)
833                         return page;
834                 return no_page_table(vma, flags);
835         }
836         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
837 }
838
839 /**
840  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
841  * @vma: vm_area_struct mapping @address
842  * @address: virtual address to look up
843  * @flags: flags modifying lookup behaviour
844  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
845  *       pointer to output page_mask
846  *
847  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
848  *
849  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
850  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
851  *
852  * When getting an anonymous page and the caller has to trigger unsharing
853  * of a shared anonymous page first, -EMLINK is returned. The caller should
854  * trigger a fault with FAULT_FLAG_UNSHARE set. Note that unsharing is only
855  * relevant with FOLL_PIN and !FOLL_WRITE.
856  *
857  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
858  *
859  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
860  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
861  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
862  */
863 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
864                               unsigned long address, unsigned int flags,
865                               struct follow_page_context *ctx)
866 {
867         pgd_t *pgd;
868         struct page *page;
869         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
870
871         ctx->page_mask = 0;
872
873         /* make this handle hugepd */
874         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
875         if (!IS_ERR(page)) {
876                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
877                 return page;
878         }
879
880         pgd = pgd_offset(mm, address);
881
882         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
883                 return no_page_table(vma, flags);
884
885         if (pgd_huge(*pgd)) {
886                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
887                 if (page)
888                         return page;
889                 return no_page_table(vma, flags);
890         }
891         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
892                 page = follow_huge_pd(vma, address,
893                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
894                                       PGDIR_SHIFT);
895                 if (page)
896                         return page;
897                 return no_page_table(vma, flags);
898         }
899
900         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
901 }
902
903 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
904                          unsigned int foll_flags)
905 {
906         struct follow_page_context ctx = { NULL };
907         struct page *page;
908
909         if (vma_is_secretmem(vma))
910                 return NULL;
911
912         if (foll_flags & FOLL_PIN)
913                 return NULL;
914
915         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
916         if (ctx.pgmap)
917                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
918         return page;
919 }
920
921 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
922                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
923                 struct page **page)
924 {
925         pgd_t *pgd;
926         p4d_t *p4d;
927         pud_t *pud;
928         pmd_t *pmd;
929         pte_t *pte;
930         int ret = -EFAULT;
931
932         /* user gate pages are read-only */
933         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
934                 return -EFAULT;
935         if (address > TASK_SIZE)
936                 pgd = pgd_offset_k(address);
937         else
938                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
939         if (pgd_none(*pgd))
940                 return -EFAULT;
941         p4d = p4d_offset(pgd, address);
942         if (p4d_none(*p4d))
943                 return -EFAULT;
944         pud = pud_offset(p4d, address);
945         if (pud_none(*pud))
946                 return -EFAULT;
947         pmd = pmd_offset(pud, address);
948         if (!pmd_present(*pmd))
949                 return -EFAULT;
950         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
951         pte = pte_offset_map(pmd, address);
952         if (pte_none(*pte))
953                 goto unmap;
954         *vma = get_gate_vma(mm);
955         if (!page)
956                 goto out;
957         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
958         if (!*page) {
959                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
960                         goto unmap;
961                 *page = pte_page(*pte);
962         }
963         if (unlikely(!try_grab_page(*page, gup_flags))) {
964                 ret = -ENOMEM;
965                 goto unmap;
966         }
967 out:
968         ret = 0;
969 unmap:
970         pte_unmap(pte);
971         return ret;
972 }
973
974 /*
975  * mmap_lock must be held on entry.  If @locked != NULL and *@flags
976  * does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it
977  * is, *@locked will be set to 0 and -EBUSY returned.
978  */
979 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
980                 unsigned long address, unsigned int *flags, bool unshare,
981                 int *locked)
982 {
983         unsigned int fault_flags = 0;
984         vm_fault_t ret;
985
986         if (*flags & FOLL_NOFAULT)
987                 return -EFAULT;
988         if (*flags & FOLL_WRITE)
989                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
990         if (*flags & FOLL_REMOTE)
991                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
992         if (locked)
993                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
994         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
995                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
996         if (*flags & FOLL_TRIED) {
997                 /*
998                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
999                  * can co-exist
1000                  */
1001                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1002         }
1003         if (unshare) {
1004                 fault_flags |= FAULT_FLAG_UNSHARE;
1005                 /* FAULT_FLAG_WRITE and FAULT_FLAG_UNSHARE are incompatible */
1006                 VM_BUG_ON(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1007         }
1008
1009         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1010
1011         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1012                 /*
1013                  * With FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT we'll never release the
1014                  * mmap lock in the page fault handler. Sanity check this.
1015                  */
1016                 WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT);
1017                 if (locked)
1018                         *locked = 0;
1019                 /*
1020                  * We should do the same as VM_FAULT_RETRY, but let's not
1021                  * return -EBUSY since that's not reflecting the reality of
1022                  * what has happened - we've just fully completed a page
1023                  * fault, with the mmap lock released.  Use -EAGAIN to show
1024                  * that we want to take the mmap lock _again_.
1025                  */
1026                 return -EAGAIN;
1027         }
1028
1029         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1030                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
1031
1032                 if (err)
1033                         return err;
1034                 BUG();
1035         }
1036
1037         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1038                 if (locked && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
1039                         *locked = 0;
1040                 return -EBUSY;
1041         }
1042
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
1047 {
1048         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
1049         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
1050         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
1051
1052         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1053                 return -EFAULT;
1054
1055         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
1056                 return -EFAULT;
1057
1058         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
1059                 return -EOPNOTSUPP;
1060
1061         if (vma_is_secretmem(vma))
1062                 return -EFAULT;
1063
1064         if (write) {
1065                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
1066                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1067                                 return -EFAULT;
1068                         /* hugetlb does not support FOLL_FORCE|FOLL_WRITE. */
1069                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1070                                 return -EFAULT;
1071                         /*
1072                          * We used to let the write,force case do COW in a
1073                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1074                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1075                          * executable, without corrupting the file (yet only
1076                          * when that file had been opened for writing!).
1077                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1078                          * just reject it.
1079                          */
1080                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1081                                 return -EFAULT;
1082                 }
1083         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1084                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1085                         return -EFAULT;
1086                 /*
1087                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1088                  * have VM_MAYREAD set?
1089                  */
1090                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1091                         return -EFAULT;
1092         }
1093         /*
1094          * gups are always data accesses, not instruction
1095          * fetches, so execute=false here
1096          */
1097         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1098                 return -EFAULT;
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1104  * @mm:         mm_struct of target mm
1105  * @start:      starting user address
1106  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1107  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1108  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1109  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1110  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1111  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1112  *              Or NULL if the caller does not require them.
1113  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1114  *
1115  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1116  * number requested), or an error. Details about the return value:
1117  *
1118  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1119  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1120  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1121  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1122  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1123  *
1124  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1125  *
1126  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1127  *
1128  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1129  *
1130  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1131  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1132  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1133  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1134  *
1135  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1136  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1137  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1138  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1139  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1140  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1141  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1142  * locks can't be held over the syscall boundary.
1143  *
1144  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1145  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1146  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1147  * before put_page is called.
1148  *
1149  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
1150  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
1151  * have FOLL_NOWAIT.
1152  *
1153  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
1154  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
1155  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
1156  * reading or writing and will not be released.
1157  *
1158  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1159  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1160  * you need some special @gup_flags.
1161  */
1162 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1163                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1164                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1165                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1166 {
1167         long ret = 0, i = 0;
1168         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1169         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1170
1171         if (!nr_pages)
1172                 return 0;
1173
1174         start = untagged_addr(start);
1175
1176         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1177
1178         do {
1179                 struct page *page;
1180                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1181                 unsigned int page_increm;
1182
1183                 /* first iteration or cross vma bound */
1184                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1185                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1186                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1187                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1188                                                 gup_flags, &vma,
1189                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1190                                 if (ret)
1191                                         goto out;
1192                                 ctx.page_mask = 0;
1193                                 goto next_page;
1194                         }
1195
1196                         if (!vma) {
1197                                 ret = -EFAULT;
1198                                 goto out;
1199                         }
1200                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1201                         if (ret)
1202                                 goto out;
1203
1204                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1205                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1206                                                 &start, &nr_pages, i,
1207                                                 gup_flags, locked);
1208                                 if (locked && *locked == 0) {
1209                                         /*
1210                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1211                                          * and we've lost mmap_lock.
1212                                          * We must stop here.
1213                                          */
1214                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1215                                         goto out;
1216                                 }
1217                                 continue;
1218                         }
1219                 }
1220 retry:
1221                 /*
1222                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1223                  * potentially allocating memory.
1224                  */
1225                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1226                         ret = -EINTR;
1227                         goto out;
1228                 }
1229                 cond_resched();
1230
1231                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1232                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1233                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1234                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1235                         switch (ret) {
1236                         case 0:
1237                                 goto retry;
1238                         case -EBUSY:
1239                         case -EAGAIN:
1240                                 ret = 0;
1241                                 fallthrough;
1242                         case -EFAULT:
1243                         case -ENOMEM:
1244                         case -EHWPOISON:
1245                                 goto out;
1246                         }
1247                         BUG();
1248                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1249                         /*
1250                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1251                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1252                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1253                          * for this page.
1254                          */
1255                         if (pages) {
1256                                 ret = PTR_ERR(page);
1257                                 goto out;
1258                         }
1259
1260                         goto next_page;
1261                 } else if (IS_ERR(page)) {
1262                         ret = PTR_ERR(page);
1263                         goto out;
1264                 }
1265                 if (pages) {
1266                         pages[i] = page;
1267                         flush_anon_page(vma, page, start);
1268                         flush_dcache_page(page);
1269                         ctx.page_mask = 0;
1270                 }
1271 next_page:
1272                 if (vmas) {
1273                         vmas[i] = vma;
1274                         ctx.page_mask = 0;
1275                 }
1276                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1277                 if (page_increm > nr_pages)
1278                         page_increm = nr_pages;
1279                 i += page_increm;
1280                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1281                 nr_pages -= page_increm;
1282         } while (nr_pages);
1283 out:
1284         if (ctx.pgmap)
1285                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1286         return i ? i : ret;
1287 }
1288
1289 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1290                               unsigned int fault_flags)
1291 {
1292         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1293         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1294         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1295
1296         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1297                 return false;
1298
1299         /*
1300          * The architecture might have a hardware protection
1301          * mechanism other than read/write that can deny access.
1302          *
1303          * gup always represents data access, not instruction
1304          * fetches, so execute=false here:
1305          */
1306         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1307                 return false;
1308
1309         return true;
1310 }
1311
1312 /**
1313  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1314  * @mm:         mm_struct of target mm
1315  * @address:    user address
1316  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1317  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1318  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1319  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1320  *
1321  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1322  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1323  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1324  * trying again.
1325  *
1326  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1327  *
1328  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1329  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1330  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1331  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1332  *
1333  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1334  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1335  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1336  * succeed.
1337  *
1338  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1339  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1340  */
1341 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1342                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1343                      bool *unlocked)
1344 {
1345         struct vm_area_struct *vma;
1346         vm_fault_t ret;
1347
1348         address = untagged_addr(address);
1349
1350         if (unlocked)
1351                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1352
1353 retry:
1354         vma = find_extend_vma(mm, address);
1355         if (!vma || address < vma->vm_start)
1356                 return -EFAULT;
1357
1358         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1359                 return -EFAULT;
1360
1361         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1362             fatal_signal_pending(current))
1363                 return -EINTR;
1364
1365         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1366
1367         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1368                 /*
1369                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1370                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1371                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1372                  */
1373                 mmap_read_lock(mm);
1374                 *unlocked = true;
1375                 return 0;
1376         }
1377
1378         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1379                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1380
1381                 if (err)
1382                         return err;
1383                 BUG();
1384         }
1385
1386         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1387                 mmap_read_lock(mm);
1388                 *unlocked = true;
1389                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1390                 goto retry;
1391         }
1392
1393         return 0;
1394 }
1395 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1396
1397 /*
1398  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1399  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1400  */
1401 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1402                                                 unsigned long start,
1403                                                 unsigned long nr_pages,
1404                                                 struct page **pages,
1405                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1406                                                 int *locked,
1407                                                 unsigned int flags)
1408 {
1409         long ret, pages_done;
1410         bool lock_dropped;
1411
1412         if (locked) {
1413                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1414                 BUG_ON(vmas);
1415                 /* check caller initialized locked */
1416                 BUG_ON(*locked != 1);
1417         }
1418
1419         if (flags & FOLL_PIN)
1420                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1421
1422         /*
1423          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1424          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1425          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1426          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1427          *
1428          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1429          * that here, as any failures will be obvious enough.
1430          */
1431         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1432                 flags |= FOLL_GET;
1433
1434         pages_done = 0;
1435         lock_dropped = false;
1436         for (;;) {
1437                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1438                                        vmas, locked);
1439                 if (!locked)
1440                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1441                         return ret;
1442
1443                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1444                 if (!*locked) {
1445                         BUG_ON(ret < 0);
1446                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1447                 }
1448
1449                 if (ret > 0) {
1450                         nr_pages -= ret;
1451                         pages_done += ret;
1452                         if (!nr_pages)
1453                                 break;
1454                 }
1455                 if (*locked) {
1456                         /*
1457                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1458                          * FOLL_NOWAIT.
1459                          */
1460                         if (!pages_done)
1461                                 pages_done = ret;
1462                         break;
1463                 }
1464                 /*
1465                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1466                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1467                  */
1468                 if (likely(pages))
1469                         pages += ret;
1470                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1471                 lock_dropped = true;
1472
1473 retry:
1474                 /*
1475                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1476                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1477                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1478                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1479                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1480                  */
1481
1482                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1483                         if (!pages_done)
1484                                 pages_done = -EINTR;
1485                         break;
1486                 }
1487
1488                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1489                 if (ret) {
1490                         BUG_ON(ret > 0);
1491                         if (!pages_done)
1492                                 pages_done = ret;
1493                         break;
1494                 }
1495
1496                 *locked = 1;
1497                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1498                                        pages, NULL, locked);
1499                 if (!*locked) {
1500                         /* Continue to retry until we succeeded */
1501                         BUG_ON(ret != 0);
1502                         goto retry;
1503                 }
1504                 if (ret != 1) {
1505                         BUG_ON(ret > 1);
1506                         if (!pages_done)
1507                                 pages_done = ret;
1508                         break;
1509                 }
1510                 nr_pages--;
1511                 pages_done++;
1512                 if (!nr_pages)
1513                         break;
1514                 if (likely(pages))
1515                         pages++;
1516                 start += PAGE_SIZE;
1517         }
1518         if (lock_dropped && *locked) {
1519                 /*
1520                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1521                  * and so the critical section protected by it was lost.
1522                  */
1523                 mmap_read_unlock(mm);
1524                 *locked = 0;
1525         }
1526         return pages_done;
1527 }
1528
1529 /**
1530  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1531  * @vma:   target vma
1532  * @start: start address
1533  * @end:   end address
1534  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1535  *
1536  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1537  *
1538  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1539  * code on error.
1540  *
1541  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1542  *
1543  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1544  * be unperturbed.
1545  *
1546  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1547  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1548  */
1549 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1550                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1551 {
1552         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1553         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1554         int gup_flags;
1555         long ret;
1556
1557         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1558         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1559         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1560         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1561         mmap_assert_locked(mm);
1562
1563         /*
1564          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1565          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1566          */
1567         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1568                 return nr_pages;
1569
1570         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1571         /*
1572          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1573          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1574          * and we would not want to dirty them for nothing.
1575          */
1576         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1577                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1578
1579         /*
1580          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1581          * other than PROT_NONE.
1582          */
1583         if (vma_is_accessible(vma))
1584                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1585
1586         /*
1587          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1588          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1589          */
1590         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1591                                 NULL, NULL, locked);
1592         lru_add_drain();
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 /*
1597  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1598  *                            given VMA range readable/writable
1599  *
1600  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1601  *
1602  * @vma: target vma
1603  * @start: start address
1604  * @end: end address
1605  * @write: whether to prefault readable or writable
1606  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1607  *
1608  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1609  * code on error (see __get_user_pages()).
1610  *
1611  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1612  * covered by the VMA.
1613  *
1614  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will be unperturbed.
1615  *
1616  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be released.  If
1617  * it's released, *@locked will be set to 0.
1618  */
1619 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1620                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1621 {
1622         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1623         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1624         int gup_flags;
1625         long ret;
1626
1627         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1628         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1629         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1630         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1631         mmap_assert_locked(mm);
1632
1633         /*
1634          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1635          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1636          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1637          *             in the page table.
1638          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1639          *                a poisoned page.
1640          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1641          */
1642         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON;
1643         if (write)
1644                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1645
1646         /*
1647          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1648          * problems or incompatible mappings.
1649          */
1650         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1651                 return -EINVAL;
1652
1653         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1654                                 NULL, NULL, locked);
1655         lru_add_drain();
1656         return ret;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1661  *
1662  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1663  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1664  * mmap_lock must not be held.
1665  */
1666 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1667 {
1668         struct mm_struct *mm = current->mm;
1669         unsigned long end, nstart, nend;
1670         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1671         int locked = 0;
1672         long ret = 0;
1673
1674         end = start + len;
1675
1676         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1677                 /*
1678                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1679                  * Find first corresponding VMA.
1680                  */
1681                 if (!locked) {
1682                         locked = 1;
1683                         mmap_read_lock(mm);
1684                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1685                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1686                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1687
1688                 if (!vma)
1689                         break;
1690                 /*
1691                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1692                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1693                  */
1694                 nend = min(end, vma->vm_end);
1695                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1696                         continue;
1697                 if (nstart < vma->vm_start)
1698                         nstart = vma->vm_start;
1699                 /*
1700                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1701                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1702                  * if the vma was already munlocked.
1703                  */
1704                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1705                 if (ret < 0) {
1706                         if (ignore_errors) {
1707                                 ret = 0;
1708                                 continue;       /* continue at next VMA */
1709                         }
1710                         break;
1711                 }
1712                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1713                 ret = 0;
1714         }
1715         if (locked)
1716                 mmap_read_unlock(mm);
1717         return ret;     /* 0 or negative error code */
1718 }
1719 #else /* CONFIG_MMU */
1720 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1721                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1722                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1723                 unsigned int foll_flags)
1724 {
1725         struct vm_area_struct *vma;
1726         unsigned long vm_flags;
1727         long i;
1728
1729         /* calculate required read or write permissions.
1730          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1731          */
1732         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1733                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1734         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1735                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1736
1737         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1738                 vma = find_vma(mm, start);
1739                 if (!vma)
1740                         goto finish_or_fault;
1741
1742                 /* protect what we can, including chardevs */
1743                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1744                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1745                         goto finish_or_fault;
1746
1747                 if (pages) {
1748                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1749                         if (pages[i])
1750                                 get_page(pages[i]);
1751                 }
1752                 if (vmas)
1753                         vmas[i] = vma;
1754                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1755         }
1756
1757         return i;
1758
1759 finish_or_fault:
1760         return i ? : -EFAULT;
1761 }
1762 #endif /* !CONFIG_MMU */
1763
1764 /**
1765  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1766  * @uaddr: start of address range
1767  * @size: size of address range
1768  *
1769  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1770  * copy_from_user()).
1771  */
1772 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1773 {
1774         char __user *start = uaddr, *end;
1775
1776         if (unlikely(size == 0))
1777                 return 0;
1778         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1779                 return size;
1780         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1781                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1782                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1783         }
1784         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1785         if (unlikely(end < start))
1786                 end = NULL;
1787         while (uaddr != end) {
1788                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1789                 uaddr += PAGE_SIZE;
1790         }
1791
1792 out:
1793         user_write_access_end();
1794         if (size > uaddr - start)
1795                 return size - (uaddr - start);
1796         return 0;
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1799
1800 /**
1801  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1802  * @uaddr: start of address range
1803  * @size: size of address range
1804  *
1805  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1806  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1807  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1808  *
1809  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1810  * copy_from_user()).
1811  */
1812 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1813 {
1814         size_t faulted_in;
1815
1816         /*
1817          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1818          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1819          * functions may not check for this.
1820          */
1821         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1822         if (faulted_in)
1823                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1824
1825         return size - faulted_in;
1826 }
1827 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1828
1829 /*
1830  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1831  * @uaddr: start of address range
1832  * @size: length of address range
1833  *
1834  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1835  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1836  * memory.
1837  *
1838  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1839  *
1840  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1841  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1842  * time.
1843  *
1844  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1845  * copy_from_user().
1846  */
1847 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1848 {
1849         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1850         struct mm_struct *mm = current->mm;
1851         bool unlocked = false;
1852
1853         if (unlikely(size == 0))
1854                 return 0;
1855         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1856         if (end < start)
1857                 end = 0;
1858
1859         mmap_read_lock(mm);
1860         do {
1861                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1862                         break;
1863                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1864         } while (start != end);
1865         mmap_read_unlock(mm);
1866
1867         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1868                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1869         return 0;
1870 }
1871 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1872
1873 /**
1874  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1875  * @uaddr: start of user address range
1876  * @size: size of user address range
1877  *
1878  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1879  * copy_from_user()).
1880  */
1881 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1882 {
1883         const char __user *start = uaddr, *end;
1884         volatile char c;
1885
1886         if (unlikely(size == 0))
1887                 return 0;
1888         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1889                 return size;
1890         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1891                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1892                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1893         }
1894         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1895         if (unlikely(end < start))
1896                 end = NULL;
1897         while (uaddr != end) {
1898                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1899                 uaddr += PAGE_SIZE;
1900         }
1901
1902 out:
1903         user_read_access_end();
1904         (void)c;
1905         if (size > uaddr - start)
1906                 return size - (uaddr - start);
1907         return 0;
1908 }
1909 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
1910
1911 /**
1912  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1913  * @addr: user address
1914  *
1915  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1916  * to be freed afterwards by put_page().
1917  *
1918  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1919  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1920  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1921  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
1922  *
1923  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1924  */
1925 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1926 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1927 {
1928         struct mm_struct *mm = current->mm;
1929         struct page *page;
1930         int locked = 1;
1931         int ret;
1932
1933         if (mmap_read_lock_killable(mm))
1934                 return NULL;
1935         ret = __get_user_pages_locked(mm, addr, 1, &page, NULL, &locked,
1936                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
1937         if (locked)
1938                 mmap_read_unlock(mm);
1939         return (ret == 1) ? page : NULL;
1940 }
1941 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1942
1943 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1944 /*
1945  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
1946  */
1947 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
1948                                         struct list_head *movable_page_list,
1949                                         unsigned long nr_pages,
1950                                         struct page **pages)
1951 {
1952         unsigned long i, collected = 0;
1953         struct folio *prev_folio = NULL;
1954         bool drain_allow = true;
1955
1956         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1957                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
1958
1959                 if (folio == prev_folio)
1960                         continue;
1961                 prev_folio = folio;
1962
1963                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
1964                         continue;
1965
1966                 collected++;
1967
1968                 if (folio_is_device_coherent(folio))
1969                         continue;
1970
1971                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1972                         isolate_hugetlb(&folio->page, movable_page_list);
1973                         continue;
1974                 }
1975
1976                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
1977                         lru_add_drain_all();
1978                         drain_allow = false;
1979                 }
1980
1981                 if (folio_isolate_lru(folio))
1982                         continue;
1983
1984                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
1985                 node_stat_mod_folio(folio,
1986                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
1987                                     folio_nr_pages(folio));
1988         }
1989
1990         return collected;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
1995  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
1996  * (or partial success).
1997  */
1998 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
1999                                         struct list_head *movable_page_list,
2000                                         unsigned long nr_pages,
2001                                         struct page **pages)
2002 {
2003         int ret;
2004         unsigned long i;
2005
2006         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2007                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2008
2009                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2010                         /*
2011                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2012                          * the pin on the source page to a normal reference.
2013                          */
2014                         pages[i] = NULL;
2015                         folio_get(folio);
2016                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2017
2018                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2019                                 ret = -EBUSY;
2020                                 goto err;
2021                         }
2022
2023                         continue;
2024                 }
2025
2026                 /*
2027                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2028                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2029                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2030                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2031                  * page won't be freed if it's migrating.
2032                  */
2033                 unpin_user_page(pages[i]);
2034                 pages[i] = NULL;
2035         }
2036
2037         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2038                 struct migration_target_control mtc = {
2039                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2040                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2041                 };
2042
2043                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2044                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2045                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2046                         ret = -ENOMEM;
2047                         goto err;
2048                 }
2049         }
2050
2051         putback_movable_pages(movable_page_list);
2052
2053         return -EAGAIN;
2054
2055 err:
2056         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2057                 if (pages[i])
2058                         unpin_user_page(pages[i]);
2059         putback_movable_pages(movable_page_list);
2060
2061         return ret;
2062 }
2063
2064 /*
2065  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2066  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2067  * this routine.
2068  *
2069  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2070  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2071  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2072  * call this routine again.
2073  *
2074  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2075  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2076  *
2077  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2078  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2079  */
2080 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2081                                             struct page **pages)
2082 {
2083         unsigned long collected;
2084         LIST_HEAD(movable_page_list);
2085
2086         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2087                                                 nr_pages, pages);
2088         if (!collected)
2089                 return 0;
2090
2091         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2092                                                 pages);
2093 }
2094 #else
2095 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2096                                             struct page **pages)
2097 {
2098         return 0;
2099 }
2100 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2101
2102 /*
2103  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2104  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2105  */
2106 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2107                                   unsigned long start,
2108                                   unsigned long nr_pages,
2109                                   struct page **pages,
2110                                   struct vm_area_struct **vmas,
2111                                   unsigned int gup_flags)
2112 {
2113         unsigned int flags;
2114         long rc, nr_pinned_pages;
2115
2116         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2117                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
2118                                                NULL, gup_flags);
2119
2120         /*
2121          * If we get to this point then FOLL_LONGTERM is set, and FOLL_LONGTERM
2122          * implies FOLL_PIN (although the reverse is not true). Therefore it is
2123          * correct to unconditionally call check_and_migrate_movable_pages()
2124          * which assumes pages have been pinned via FOLL_PIN.
2125          *
2126          * Enforce the above reasoning by asserting that FOLL_PIN is set.
2127          */
2128         if (WARN_ON(!(gup_flags & FOLL_PIN)))
2129                 return -EINVAL;
2130         flags = memalloc_pin_save();
2131         do {
2132                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2133                                                           pages, vmas, NULL,
2134                                                           gup_flags);
2135                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2136                         rc = nr_pinned_pages;
2137                         break;
2138                 }
2139                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2140         } while (rc == -EAGAIN);
2141         memalloc_pin_restore(flags);
2142
2143         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2144 }
2145
2146 static bool is_valid_gup_flags(unsigned int gup_flags)
2147 {
2148         /*
2149          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2150          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
2151          */
2152         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2153                 return false;
2154         /*
2155          * FOLL_PIN is a prerequisite to FOLL_LONGTERM. Another way of saying
2156          * that is, FOLL_LONGTERM is a specific case, more restrictive case of
2157          * FOLL_PIN.
2158          */
2159         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2160                 return false;
2161
2162         return true;
2163 }
2164
2165 #ifdef CONFIG_MMU
2166 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2167                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2168                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2169                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2170 {
2171         /*
2172          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
2173          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2174          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
2175          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
2176          * allow what we can.
2177          */
2178         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2179                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
2180                         return -EINVAL;
2181                 /*
2182                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
2183                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
2184                  */
2185                 return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2186                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
2187                                              FOLL_REMOTE);
2188         }
2189
2190         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
2191                                        locked,
2192                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
2193 }
2194
2195 /**
2196  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2197  * @mm:         mm_struct of target mm
2198  * @start:      starting user address
2199  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2200  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2201  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2202  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2203  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2204  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2205  *              Or NULL if the caller does not require them.
2206  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2207  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2208  *              utilised. Lock must initially be held.
2209  *
2210  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2211  * number requested), or an error. Details about the return value:
2212  *
2213  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2214  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2215  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2216  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2217  *
2218  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2219  *
2220  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
2221  *
2222  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2223  *
2224  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2225  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2226  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2227  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2228  *
2229  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2230  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2231  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2232  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
2233  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2234  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2235  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2236  * locks can't be held over the syscall boundary.
2237  *
2238  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2239  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2240  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2241  *
2242  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2243  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2244  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2245  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2246  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2247  *
2248  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2249  *
2250  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2251  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2252  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2253  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2254  */
2255 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2256                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2257                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2258                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2259 {
2260         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2261                 return -EINVAL;
2262
2263         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
2264                                        pages, vmas, locked);
2265 }
2266 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2267
2268 #else /* CONFIG_MMU */
2269 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2270                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2271                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2272                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2273 {
2274         return 0;
2275 }
2276
2277 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2278                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2279                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2280                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2281 {
2282         return 0;
2283 }
2284 #endif /* !CONFIG_MMU */
2285
2286 /**
2287  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2288  * @start:      starting user address
2289  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2290  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2291  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2292  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2293  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2294  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2295  *              Or NULL if the caller does not require them.
2296  *
2297  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2298  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2299  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2300  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2301  */
2302 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2303                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2304                 struct vm_area_struct **vmas)
2305 {
2306         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2307                 return -EINVAL;
2308
2309         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
2310                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2311 }
2312 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2313
2314 /*
2315  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2316  *
2317  *      mmap_read_lock(mm);
2318  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2319  *      mmap_read_unlock(mm);
2320  *
2321  *  with:
2322  *
2323  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2324  *
2325  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2326  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2327  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2328  */
2329 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2330                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2331 {
2332         struct mm_struct *mm = current->mm;
2333         int locked = 1;
2334         long ret;
2335
2336         /*
2337          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2338          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2339          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2340          * disallow this option for now.
2341          */
2342         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2343                 return -EINVAL;
2344
2345         mmap_read_lock(mm);
2346         ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, NULL,
2347                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2348         if (locked)
2349                 mmap_read_unlock(mm);
2350         return ret;
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2353
2354 /*
2355  * Fast GUP
2356  *
2357  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2358  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2359  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2360  * block any THP splits.
2361  *
2362  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2363  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2364  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2365  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2366  *
2367  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2368  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2369  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2370  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2371  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2372  *
2373  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2374  * are currently made:
2375  *
2376  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2377  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2378  *
2379  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2380  *
2381  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2382  *
2383  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2384  *
2385  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2386  */
2387 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2388
2389 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2390                                             unsigned int flags,
2391                                             struct page **pages)
2392 {
2393         while ((*nr) - nr_start) {
2394                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2395
2396                 ClearPageReferenced(page);
2397                 if (flags & FOLL_PIN)
2398                         unpin_user_page(page);
2399                 else
2400                         put_page(page);
2401         }
2402 }
2403
2404 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2405 /*
2406  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2407  * operations.
2408  *
2409  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2410  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2411  *
2412  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2413  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2414  * is pinned.
2415  *
2416  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2417  *
2418  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2419  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2420  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2421  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2422  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2423  */
2424 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2425                          unsigned long end, unsigned int flags,
2426                          struct page **pages, int *nr)
2427 {
2428         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2429         int nr_start = *nr, ret = 0;
2430         pte_t *ptep, *ptem;
2431
2432         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2433         do {
2434                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2435                 struct page *page;
2436                 struct folio *folio;
2437
2438                 if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
2439                         goto pte_unmap;
2440
2441                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2442                         goto pte_unmap;
2443
2444                 if (pte_devmap(pte)) {
2445                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2446                                 goto pte_unmap;
2447
2448                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2449                         if (unlikely(!pgmap)) {
2450                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2451                                 goto pte_unmap;
2452                         }
2453                 } else if (pte_special(pte))
2454                         goto pte_unmap;
2455
2456                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2457                 page = pte_page(pte);
2458
2459                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2460                 if (!folio)
2461                         goto pte_unmap;
2462
2463                 if (unlikely(page_is_secretmem(page))) {
2464                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2465                         goto pte_unmap;
2466                 }
2467
2468                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2469                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2470                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2471                         goto pte_unmap;
2472                 }
2473
2474                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, page)) {
2475                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2476                         goto pte_unmap;
2477                 }
2478
2479                 /*
2480                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2481                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2482                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2483                  * details.
2484                  */
2485                 if (flags & FOLL_PIN) {
2486                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2487                         if (ret) {
2488                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2489                                 goto pte_unmap;
2490                         }
2491                 }
2492                 folio_set_referenced(folio);
2493                 pages[*nr] = page;
2494                 (*nr)++;
2495         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2496
2497         ret = 1;
2498
2499 pte_unmap:
2500         if (pgmap)
2501                 put_dev_pagemap(pgmap);
2502         pte_unmap(ptem);
2503         return ret;
2504 }
2505 #else
2506
2507 /*
2508  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2509  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2510  * to be special.
2511  *
2512  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2513  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2514  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2515  */
2516 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2517                          unsigned long end, unsigned int flags,
2518                          struct page **pages, int *nr)
2519 {
2520         return 0;
2521 }
2522 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2523
2524 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2525 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2526                              unsigned long end, unsigned int flags,
2527                              struct page **pages, int *nr)
2528 {
2529         int nr_start = *nr;
2530         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2531
2532         do {
2533                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2534
2535                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2536                 if (unlikely(!pgmap)) {
2537                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2538                         break;
2539                 }
2540                 SetPageReferenced(page);
2541                 pages[*nr] = page;
2542                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2543                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2544                         break;
2545                 }
2546                 (*nr)++;
2547                 pfn++;
2548         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2549
2550         put_dev_pagemap(pgmap);
2551         return addr == end;
2552 }
2553
2554 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2555                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2556                                  struct page **pages, int *nr)
2557 {
2558         unsigned long fault_pfn;
2559         int nr_start = *nr;
2560
2561         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2562         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2563                 return 0;
2564
2565         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2566                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2567                 return 0;
2568         }
2569         return 1;
2570 }
2571
2572 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2573                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2574                                  struct page **pages, int *nr)
2575 {
2576         unsigned long fault_pfn;
2577         int nr_start = *nr;
2578
2579         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2580         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2581                 return 0;
2582
2583         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2584                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2585                 return 0;
2586         }
2587         return 1;
2588 }
2589 #else
2590 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2591                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2592                                  struct page **pages, int *nr)
2593 {
2594         BUILD_BUG();
2595         return 0;
2596 }
2597
2598 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2599                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2600                                  struct page **pages, int *nr)
2601 {
2602         BUILD_BUG();
2603         return 0;
2604 }
2605 #endif
2606
2607 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2608                            unsigned long end, struct page **pages)
2609 {
2610         int nr;
2611
2612         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2613                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2614
2615         return nr;
2616 }
2617
2618 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2619 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2620                                       unsigned long sz)
2621 {
2622         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2623         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2624 }
2625
2626 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2627                        unsigned long end, unsigned int flags,
2628                        struct page **pages, int *nr)
2629 {
2630         unsigned long pte_end;
2631         struct page *page;
2632         struct folio *folio;
2633         pte_t pte;
2634         int refs;
2635
2636         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2637         if (pte_end < end)
2638                 end = pte_end;
2639
2640         pte = huge_ptep_get(ptep);
2641
2642         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2643                 return 0;
2644
2645         /* hugepages are never "special" */
2646         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2647
2648         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2649         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2650
2651         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2652         if (!folio)
2653                 return 0;
2654
2655         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2656                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2657                 return 0;
2658         }
2659
2660         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2661                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2662                 return 0;
2663         }
2664
2665         *nr += refs;
2666         folio_set_referenced(folio);
2667         return 1;
2668 }
2669
2670 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2671                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2672                 struct page **pages, int *nr)
2673 {
2674         pte_t *ptep;
2675         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2676         unsigned long next;
2677
2678         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2679         do {
2680                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2681                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2682                         return 0;
2683         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2684
2685         return 1;
2686 }
2687 #else
2688 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2689                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2690                 struct page **pages, int *nr)
2691 {
2692         return 0;
2693 }
2694 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2695
2696 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2697                         unsigned long end, unsigned int flags,
2698                         struct page **pages, int *nr)
2699 {
2700         struct page *page;
2701         struct folio *folio;
2702         int refs;
2703
2704         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2705                 return 0;
2706
2707         if (pmd_devmap(orig)) {
2708                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2709                         return 0;
2710                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2711                                              pages, nr);
2712         }
2713
2714         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2715         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2716
2717         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2718         if (!folio)
2719                 return 0;
2720
2721         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2722                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2723                 return 0;
2724         }
2725
2726         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2727                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2728                 return 0;
2729         }
2730
2731         *nr += refs;
2732         folio_set_referenced(folio);
2733         return 1;
2734 }
2735
2736 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2737                         unsigned long end, unsigned int flags,
2738                         struct page **pages, int *nr)
2739 {
2740         struct page *page;
2741         struct folio *folio;
2742         int refs;
2743
2744         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2745                 return 0;
2746
2747         if (pud_devmap(orig)) {
2748                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2749                         return 0;
2750                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2751                                              pages, nr);
2752         }
2753
2754         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2755         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2756
2757         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2758         if (!folio)
2759                 return 0;
2760
2761         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2762                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2763                 return 0;
2764         }
2765
2766         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2767                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2768                 return 0;
2769         }
2770
2771         *nr += refs;
2772         folio_set_referenced(folio);
2773         return 1;
2774 }
2775
2776 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2777                         unsigned long end, unsigned int flags,
2778                         struct page **pages, int *nr)
2779 {
2780         int refs;
2781         struct page *page;
2782         struct folio *folio;
2783
2784         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2785                 return 0;
2786
2787         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2788
2789         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2790         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2791
2792         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2793         if (!folio)
2794                 return 0;
2795
2796         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2797                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2798                 return 0;
2799         }
2800
2801         *nr += refs;
2802         folio_set_referenced(folio);
2803         return 1;
2804 }
2805
2806 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2807                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2808 {
2809         unsigned long next;
2810         pmd_t *pmdp;
2811
2812         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2813         do {
2814                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2815
2816                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2817                 if (!pmd_present(pmd))
2818                         return 0;
2819
2820                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2821                              pmd_devmap(pmd))) {
2822                         if (pmd_protnone(pmd) &&
2823                             !gup_can_follow_protnone(flags))
2824                                 return 0;
2825
2826                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2827                                 pages, nr))
2828                                 return 0;
2829
2830                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2831                         /*
2832                          * architecture have different format for hugetlbfs
2833                          * pmd format and THP pmd format
2834                          */
2835                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2836                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2837                                 return 0;
2838                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
2839                         return 0;
2840         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2841
2842         return 1;
2843 }
2844
2845 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2846                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2847 {
2848         unsigned long next;
2849         pud_t *pudp;
2850
2851         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
2852         do {
2853                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2854
2855                 next = pud_addr_end(addr, end);
2856                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2857                         return 0;
2858                 if (unlikely(pud_huge(pud) || pud_devmap(pud))) {
2859                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2860                                           pages, nr))
2861                                 return 0;
2862                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2863                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2864                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2865                                 return 0;
2866                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
2867                         return 0;
2868         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2869
2870         return 1;
2871 }
2872
2873 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2874                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2875 {
2876         unsigned long next;
2877         p4d_t *p4dp;
2878
2879         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
2880         do {
2881                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2882
2883                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2884                 if (p4d_none(p4d))
2885                         return 0;
2886                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2887                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2888                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2889                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2890                                 return 0;
2891                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2892                         return 0;
2893         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2894
2895         return 1;
2896 }
2897
2898 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2899                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2900 {
2901         unsigned long next;
2902         pgd_t *pgdp;
2903
2904         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2905         do {
2906                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2907
2908                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2909                 if (pgd_none(pgd))
2910                         return;
2911                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2912                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2913                                           pages, nr))
2914                                 return;
2915                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2916                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2917                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2918                                 return;
2919                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2920                         return;
2921         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2922 }
2923 #else
2924 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2925                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2926 {
2927 }
2928 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2929
2930 #ifndef gup_fast_permitted
2931 /*
2932  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2933  * we need to fall back to the slow version:
2934  */
2935 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2936 {
2937         return true;
2938 }
2939 #endif
2940
2941 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2942                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2943 {
2944         int ret;
2945
2946         /*
2947          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2948          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2949          */
2950         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2951                 mmap_read_lock(current->mm);
2952                 ret = __gup_longterm_locked(current->mm,
2953                                             start, nr_pages,
2954                                             pages, NULL, gup_flags);
2955                 mmap_read_unlock(current->mm);
2956         } else {
2957                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2958                                               pages, gup_flags);
2959         }
2960
2961         return ret;
2962 }
2963
2964 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
2965                                             unsigned long end,
2966                                             unsigned int gup_flags,
2967                                             struct page **pages)
2968 {
2969         unsigned long flags;
2970         int nr_pinned = 0;
2971         unsigned seq;
2972
2973         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
2974             !gup_fast_permitted(start, end))
2975                 return 0;
2976
2977         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2978                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
2979                 if (seq & 1)
2980                         return 0;
2981         }
2982
2983         /*
2984          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
2985          * general purpose use of this routine.
2986          *
2987          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
2988          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2989          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2990          *
2991          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
2992          * that come from THPs splitting.
2993          */
2994         local_irq_save(flags);
2995         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
2996         local_irq_restore(flags);
2997
2998         /*
2999          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
3000          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
3001          */
3002         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3003                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3004                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3005                         return 0;
3006                 } else {
3007                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3008                 }
3009         }
3010         return nr_pinned;
3011 }
3012
3013 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3014                                         unsigned long nr_pages,
3015                                         unsigned int gup_flags,
3016                                         struct page **pages)
3017 {
3018         unsigned long len, end;
3019         unsigned long nr_pinned;
3020         int ret;
3021
3022         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3023                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3024                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT)))
3025                 return -EINVAL;
3026
3027         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3028                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3029
3030         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3031                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3032
3033         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3034         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3035         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3036                 return 0;
3037         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3038                 return -EFAULT;
3039
3040         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3041         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3042                 return nr_pinned;
3043
3044         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3045         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3046         pages += nr_pinned;
3047         ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned, gup_flags,
3048                                       pages);
3049         if (ret < 0) {
3050                 /*
3051                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3052                  * returning -errno is not an option
3053                  */
3054                 if (nr_pinned)
3055                         return nr_pinned;
3056                 return ret;
3057         }
3058         return ret + nr_pinned;
3059 }
3060
3061 /**
3062  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3063  * @start:      starting user address
3064  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3065  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3066  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3067  *              Should be at least nr_pages long.
3068  *
3069  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3070  * the regular GUP.
3071  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
3072  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
3073  *
3074  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3075  * pages pinned.
3076  *
3077  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3078  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3079  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3080  */
3081 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3082                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3083 {
3084         int nr_pinned;
3085         /*
3086          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3087          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3088          *
3089          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3090          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3091          */
3092         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
3093
3094         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
3095                                                  pages);
3096
3097         /*
3098          * As specified in the API description above, this routine is not
3099          * allowed to return negative values. However, the common core
3100          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
3101          * Therefore, correct for that here:
3102          */
3103         if (nr_pinned < 0)
3104                 nr_pinned = 0;
3105
3106         return nr_pinned;
3107 }
3108 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3109
3110 /**
3111  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3112  * @start:      starting user address
3113  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3114  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3115  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3116  *              Should be at least nr_pages long.
3117  *
3118  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3119  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3120  * calling get_user_pages().
3121  *
3122  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3123  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3124  * -errno.
3125  */
3126 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3127                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3128 {
3129         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
3130                 return -EINVAL;
3131
3132         /*
3133          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3134          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3135          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3136          * request.
3137          */
3138         gup_flags |= FOLL_GET;
3139         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3140 }
3141 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3142
3143 /**
3144  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3145  *
3146  * @start:      starting user address
3147  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3148  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3149  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3150  *              Should be at least nr_pages long.
3151  *
3152  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3153  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3154  * the arguments here are identical.
3155  *
3156  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3157  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3158  */
3159 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3160                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3161 {
3162         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3163         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3164                 return -EINVAL;
3165
3166         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3167                 return -EINVAL;
3168
3169         gup_flags |= FOLL_PIN;
3170         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3171 }
3172 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3173
3174 /*
3175  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
3176  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
3177  *
3178  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
3179  */
3180 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3181                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3182 {
3183         int nr_pinned;
3184
3185         /*
3186          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
3187          * rules require returning 0, rather than -errno:
3188          */
3189         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3190                 return 0;
3191
3192         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3193                 return 0;
3194         /*
3195          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3196          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3197          */
3198         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
3199         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
3200                                                  pages);
3201         /*
3202          * This routine is not allowed to return negative values. However,
3203          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
3204          * correct for that here:
3205          */
3206         if (nr_pinned < 0)
3207                 nr_pinned = 0;
3208
3209         return nr_pinned;
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
3212
3213 /**
3214  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3215  *
3216  * @mm:         mm_struct of target mm
3217  * @start:      starting user address
3218  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3219  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3220  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3221  *              Should be at least nr_pages long.
3222  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3223  *              Or NULL if the caller does not require them.
3224  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3225  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3226  *              utilised. Lock must initially be held.
3227  *
3228  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3229  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3230  * the arguments here are identical.
3231  *
3232  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3233  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3234  */
3235 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3236                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3237                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3238                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
3239 {
3240         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3241         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3242                 return -EINVAL;
3243
3244         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3245                 return -EINVAL;
3246
3247         gup_flags |= FOLL_PIN;
3248         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
3249                                        pages, vmas, locked);
3250 }
3251 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3252
3253 /**
3254  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3255  *
3256  * @start:      starting user address
3257  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3258  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3259  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3260  *              Should be at least nr_pages long.
3261  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3262  *              Or NULL if the caller does not require them.
3263  *
3264  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3265  * FOLL_PIN is set.
3266  *
3267  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3268  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3269  */
3270 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3271                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3272                     struct vm_area_struct **vmas)
3273 {
3274         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3275         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3276                 return -EINVAL;
3277
3278         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3279                 return -EINVAL;
3280
3281         gup_flags |= FOLL_PIN;
3282         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3283                                      pages, vmas, gup_flags);
3284 }
3285 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3286
3287 /*
3288  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3289  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3290  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3291  */
3292 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3293                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3294 {
3295         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3296         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3297                 return -EINVAL;
3298
3299         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3300                 return -EINVAL;
3301
3302         gup_flags |= FOLL_PIN;
3303         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
3304 }
3305 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);