Merge tag 'docs-6.1-2' of git://git.lwn.net/linux
[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                         /*
1069                          * We used to let the write,force case do COW in a
1070                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1071                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1072                          * executable, without corrupting the file (yet only
1073                          * when that file had been opened for writing!).
1074                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1075                          * just reject it.
1076                          */
1077                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1078                                 return -EFAULT;
1079                 }
1080         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1081                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1082                         return -EFAULT;
1083                 /*
1084                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1085                  * have VM_MAYREAD set?
1086                  */
1087                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1088                         return -EFAULT;
1089         }
1090         /*
1091          * gups are always data accesses, not instruction
1092          * fetches, so execute=false here
1093          */
1094         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1095                 return -EFAULT;
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1101  * @mm:         mm_struct of target mm
1102  * @start:      starting user address
1103  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1104  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1105  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1106  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1107  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1108  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1109  *              Or NULL if the caller does not require them.
1110  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1111  *
1112  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1113  * number requested), or an error. Details about the return value:
1114  *
1115  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1116  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1117  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1118  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1119  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1120  *
1121  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1122  *
1123  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1124  *
1125  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1126  *
1127  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1128  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1129  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1130  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1131  *
1132  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1133  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1134  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1135  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1136  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1137  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1138  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1139  * locks can't be held over the syscall boundary.
1140  *
1141  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1142  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1143  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1144  * before put_page is called.
1145  *
1146  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
1147  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
1148  * have FOLL_NOWAIT.
1149  *
1150  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
1151  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
1152  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
1153  * reading or writing and will not be released.
1154  *
1155  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1156  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1157  * you need some special @gup_flags.
1158  */
1159 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1160                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1161                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1162                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1163 {
1164         long ret = 0, i = 0;
1165         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1166         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1167
1168         if (!nr_pages)
1169                 return 0;
1170
1171         start = untagged_addr(start);
1172
1173         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1174
1175         do {
1176                 struct page *page;
1177                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1178                 unsigned int page_increm;
1179
1180                 /* first iteration or cross vma bound */
1181                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1182                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1183                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1184                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1185                                                 gup_flags, &vma,
1186                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1187                                 if (ret)
1188                                         goto out;
1189                                 ctx.page_mask = 0;
1190                                 goto next_page;
1191                         }
1192
1193                         if (!vma) {
1194                                 ret = -EFAULT;
1195                                 goto out;
1196                         }
1197                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1198                         if (ret)
1199                                 goto out;
1200
1201                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1202                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1203                                                 &start, &nr_pages, i,
1204                                                 gup_flags, locked);
1205                                 if (locked && *locked == 0) {
1206                                         /*
1207                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1208                                          * and we've lost mmap_lock.
1209                                          * We must stop here.
1210                                          */
1211                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1212                                         goto out;
1213                                 }
1214                                 continue;
1215                         }
1216                 }
1217 retry:
1218                 /*
1219                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1220                  * potentially allocating memory.
1221                  */
1222                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1223                         ret = -EINTR;
1224                         goto out;
1225                 }
1226                 cond_resched();
1227
1228                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1229                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1230                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1231                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1232                         switch (ret) {
1233                         case 0:
1234                                 goto retry;
1235                         case -EBUSY:
1236                         case -EAGAIN:
1237                                 ret = 0;
1238                                 fallthrough;
1239                         case -EFAULT:
1240                         case -ENOMEM:
1241                         case -EHWPOISON:
1242                                 goto out;
1243                         }
1244                         BUG();
1245                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1246                         /*
1247                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1248                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1249                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1250                          * for this page.
1251                          */
1252                         if (pages) {
1253                                 ret = PTR_ERR(page);
1254                                 goto out;
1255                         }
1256
1257                         goto next_page;
1258                 } else if (IS_ERR(page)) {
1259                         ret = PTR_ERR(page);
1260                         goto out;
1261                 }
1262                 if (pages) {
1263                         pages[i] = page;
1264                         flush_anon_page(vma, page, start);
1265                         flush_dcache_page(page);
1266                         ctx.page_mask = 0;
1267                 }
1268 next_page:
1269                 if (vmas) {
1270                         vmas[i] = vma;
1271                         ctx.page_mask = 0;
1272                 }
1273                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1274                 if (page_increm > nr_pages)
1275                         page_increm = nr_pages;
1276                 i += page_increm;
1277                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1278                 nr_pages -= page_increm;
1279         } while (nr_pages);
1280 out:
1281         if (ctx.pgmap)
1282                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1283         return i ? i : ret;
1284 }
1285
1286 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1287                               unsigned int fault_flags)
1288 {
1289         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1290         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1291         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1292
1293         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1294                 return false;
1295
1296         /*
1297          * The architecture might have a hardware protection
1298          * mechanism other than read/write that can deny access.
1299          *
1300          * gup always represents data access, not instruction
1301          * fetches, so execute=false here:
1302          */
1303         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1304                 return false;
1305
1306         return true;
1307 }
1308
1309 /**
1310  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1311  * @mm:         mm_struct of target mm
1312  * @address:    user address
1313  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1314  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1315  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1316  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1317  *
1318  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1319  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1320  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1321  * trying again.
1322  *
1323  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1324  *
1325  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1326  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1327  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1328  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1329  *
1330  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1331  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1332  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1333  * succeed.
1334  *
1335  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1336  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1337  */
1338 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1339                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1340                      bool *unlocked)
1341 {
1342         struct vm_area_struct *vma;
1343         vm_fault_t ret;
1344
1345         address = untagged_addr(address);
1346
1347         if (unlocked)
1348                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1349
1350 retry:
1351         vma = find_extend_vma(mm, address);
1352         if (!vma || address < vma->vm_start)
1353                 return -EFAULT;
1354
1355         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1356                 return -EFAULT;
1357
1358         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1359             fatal_signal_pending(current))
1360                 return -EINTR;
1361
1362         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1363
1364         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1365                 /*
1366                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1367                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1368                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1369                  */
1370                 mmap_read_lock(mm);
1371                 *unlocked = true;
1372                 return 0;
1373         }
1374
1375         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1376                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1377
1378                 if (err)
1379                         return err;
1380                 BUG();
1381         }
1382
1383         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1384                 mmap_read_lock(mm);
1385                 *unlocked = true;
1386                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1387                 goto retry;
1388         }
1389
1390         return 0;
1391 }
1392 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1393
1394 /*
1395  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1396  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1397  */
1398 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1399                                                 unsigned long start,
1400                                                 unsigned long nr_pages,
1401                                                 struct page **pages,
1402                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1403                                                 int *locked,
1404                                                 unsigned int flags)
1405 {
1406         long ret, pages_done;
1407         bool lock_dropped;
1408
1409         if (locked) {
1410                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1411                 BUG_ON(vmas);
1412                 /* check caller initialized locked */
1413                 BUG_ON(*locked != 1);
1414         }
1415
1416         if (flags & FOLL_PIN)
1417                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1418
1419         /*
1420          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1421          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1422          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1423          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1424          *
1425          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1426          * that here, as any failures will be obvious enough.
1427          */
1428         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1429                 flags |= FOLL_GET;
1430
1431         pages_done = 0;
1432         lock_dropped = false;
1433         for (;;) {
1434                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1435                                        vmas, locked);
1436                 if (!locked)
1437                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1438                         return ret;
1439
1440                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1441                 if (!*locked) {
1442                         BUG_ON(ret < 0);
1443                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1444                 }
1445
1446                 if (ret > 0) {
1447                         nr_pages -= ret;
1448                         pages_done += ret;
1449                         if (!nr_pages)
1450                                 break;
1451                 }
1452                 if (*locked) {
1453                         /*
1454                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1455                          * FOLL_NOWAIT.
1456                          */
1457                         if (!pages_done)
1458                                 pages_done = ret;
1459                         break;
1460                 }
1461                 /*
1462                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1463                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1464                  */
1465                 if (likely(pages))
1466                         pages += ret;
1467                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1468                 lock_dropped = true;
1469
1470 retry:
1471                 /*
1472                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1473                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1474                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1475                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1476                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1477                  */
1478
1479                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1480                         if (!pages_done)
1481                                 pages_done = -EINTR;
1482                         break;
1483                 }
1484
1485                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1486                 if (ret) {
1487                         BUG_ON(ret > 0);
1488                         if (!pages_done)
1489                                 pages_done = ret;
1490                         break;
1491                 }
1492
1493                 *locked = 1;
1494                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1495                                        pages, NULL, locked);
1496                 if (!*locked) {
1497                         /* Continue to retry until we succeeded */
1498                         BUG_ON(ret != 0);
1499                         goto retry;
1500                 }
1501                 if (ret != 1) {
1502                         BUG_ON(ret > 1);
1503                         if (!pages_done)
1504                                 pages_done = ret;
1505                         break;
1506                 }
1507                 nr_pages--;
1508                 pages_done++;
1509                 if (!nr_pages)
1510                         break;
1511                 if (likely(pages))
1512                         pages++;
1513                 start += PAGE_SIZE;
1514         }
1515         if (lock_dropped && *locked) {
1516                 /*
1517                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1518                  * and so the critical section protected by it was lost.
1519                  */
1520                 mmap_read_unlock(mm);
1521                 *locked = 0;
1522         }
1523         return pages_done;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1528  * @vma:   target vma
1529  * @start: start address
1530  * @end:   end address
1531  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1532  *
1533  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1534  *
1535  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1536  * code on error.
1537  *
1538  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1539  *
1540  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1541  * be unperturbed.
1542  *
1543  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1544  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1545  */
1546 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1547                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1548 {
1549         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1550         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1551         int gup_flags;
1552         long ret;
1553
1554         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1555         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1556         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1557         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1558         mmap_assert_locked(mm);
1559
1560         /*
1561          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1562          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1563          */
1564         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1565                 return nr_pages;
1566
1567         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1568         /*
1569          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1570          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1571          * and we would not want to dirty them for nothing.
1572          */
1573         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1574                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1575
1576         /*
1577          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1578          * other than PROT_NONE.
1579          */
1580         if (vma_is_accessible(vma))
1581                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1582
1583         /*
1584          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1585          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1586          */
1587         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1588                                 NULL, NULL, locked);
1589         lru_add_drain();
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1595  *                            given VMA range readable/writable
1596  *
1597  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1598  *
1599  * @vma: target vma
1600  * @start: start address
1601  * @end: end address
1602  * @write: whether to prefault readable or writable
1603  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1604  *
1605  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1606  * code on error (see __get_user_pages()).
1607  *
1608  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1609  * covered by the VMA.
1610  *
1611  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will be unperturbed.
1612  *
1613  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be released.  If
1614  * it's released, *@locked will be set to 0.
1615  */
1616 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1617                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1618 {
1619         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1620         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1621         int gup_flags;
1622         long ret;
1623
1624         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1625         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1626         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1627         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1628         mmap_assert_locked(mm);
1629
1630         /*
1631          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1632          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1633          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1634          *             in the page table.
1635          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1636          *                a poisoned page.
1637          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1638          */
1639         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON;
1640         if (write)
1641                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1642
1643         /*
1644          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1645          * problems or incompatible mappings.
1646          */
1647         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1648                 return -EINVAL;
1649
1650         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1651                                 NULL, NULL, locked);
1652         lru_add_drain();
1653         return ret;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1658  *
1659  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1660  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1661  * mmap_lock must not be held.
1662  */
1663 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1664 {
1665         struct mm_struct *mm = current->mm;
1666         unsigned long end, nstart, nend;
1667         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1668         int locked = 0;
1669         long ret = 0;
1670
1671         end = start + len;
1672
1673         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1674                 /*
1675                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1676                  * Find first corresponding VMA.
1677                  */
1678                 if (!locked) {
1679                         locked = 1;
1680                         mmap_read_lock(mm);
1681                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1682                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1683                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1684
1685                 if (!vma)
1686                         break;
1687                 /*
1688                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1689                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1690                  */
1691                 nend = min(end, vma->vm_end);
1692                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1693                         continue;
1694                 if (nstart < vma->vm_start)
1695                         nstart = vma->vm_start;
1696                 /*
1697                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1698                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1699                  * if the vma was already munlocked.
1700                  */
1701                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1702                 if (ret < 0) {
1703                         if (ignore_errors) {
1704                                 ret = 0;
1705                                 continue;       /* continue at next VMA */
1706                         }
1707                         break;
1708                 }
1709                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1710                 ret = 0;
1711         }
1712         if (locked)
1713                 mmap_read_unlock(mm);
1714         return ret;     /* 0 or negative error code */
1715 }
1716 #else /* CONFIG_MMU */
1717 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1718                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1719                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1720                 unsigned int foll_flags)
1721 {
1722         struct vm_area_struct *vma;
1723         unsigned long vm_flags;
1724         long i;
1725
1726         /* calculate required read or write permissions.
1727          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1728          */
1729         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1730                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1731         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1732                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1733
1734         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1735                 vma = find_vma(mm, start);
1736                 if (!vma)
1737                         goto finish_or_fault;
1738
1739                 /* protect what we can, including chardevs */
1740                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1741                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1742                         goto finish_or_fault;
1743
1744                 if (pages) {
1745                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1746                         if (pages[i])
1747                                 get_page(pages[i]);
1748                 }
1749                 if (vmas)
1750                         vmas[i] = vma;
1751                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1752         }
1753
1754         return i;
1755
1756 finish_or_fault:
1757         return i ? : -EFAULT;
1758 }
1759 #endif /* !CONFIG_MMU */
1760
1761 /**
1762  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1763  * @uaddr: start of address range
1764  * @size: size of address range
1765  *
1766  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1767  * copy_from_user()).
1768  */
1769 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1770 {
1771         char __user *start = uaddr, *end;
1772
1773         if (unlikely(size == 0))
1774                 return 0;
1775         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1776                 return size;
1777         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1778                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1779                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1780         }
1781         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1782         if (unlikely(end < start))
1783                 end = NULL;
1784         while (uaddr != end) {
1785                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1786                 uaddr += PAGE_SIZE;
1787         }
1788
1789 out:
1790         user_write_access_end();
1791         if (size > uaddr - start)
1792                 return size - (uaddr - start);
1793         return 0;
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1796
1797 /**
1798  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1799  * @uaddr: start of address range
1800  * @size: size of address range
1801  *
1802  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1803  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1804  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1805  *
1806  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1807  * copy_from_user()).
1808  */
1809 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1810 {
1811         size_t faulted_in;
1812
1813         /*
1814          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1815          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1816          * functions may not check for this.
1817          */
1818         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1819         if (faulted_in)
1820                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1821
1822         return size - faulted_in;
1823 }
1824 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1825
1826 /*
1827  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1828  * @uaddr: start of address range
1829  * @size: length of address range
1830  *
1831  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1832  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1833  * memory.
1834  *
1835  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1836  *
1837  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1838  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1839  * time.
1840  *
1841  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1842  * copy_from_user().
1843  */
1844 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1845 {
1846         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1847         struct mm_struct *mm = current->mm;
1848         bool unlocked = false;
1849
1850         if (unlikely(size == 0))
1851                 return 0;
1852         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1853         if (end < start)
1854                 end = 0;
1855
1856         mmap_read_lock(mm);
1857         do {
1858                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1859                         break;
1860                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1861         } while (start != end);
1862         mmap_read_unlock(mm);
1863
1864         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1865                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1866         return 0;
1867 }
1868 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1869
1870 /**
1871  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1872  * @uaddr: start of user address range
1873  * @size: size of user address range
1874  *
1875  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1876  * copy_from_user()).
1877  */
1878 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1879 {
1880         const char __user *start = uaddr, *end;
1881         volatile char c;
1882
1883         if (unlikely(size == 0))
1884                 return 0;
1885         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1886                 return size;
1887         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1888                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1889                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1890         }
1891         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1892         if (unlikely(end < start))
1893                 end = NULL;
1894         while (uaddr != end) {
1895                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1896                 uaddr += PAGE_SIZE;
1897         }
1898
1899 out:
1900         user_read_access_end();
1901         (void)c;
1902         if (size > uaddr - start)
1903                 return size - (uaddr - start);
1904         return 0;
1905 }
1906 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
1907
1908 /**
1909  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1910  * @addr: user address
1911  *
1912  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1913  * to be freed afterwards by put_page().
1914  *
1915  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1916  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1917  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1918  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
1919  *
1920  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1921  */
1922 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1923 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1924 {
1925         struct mm_struct *mm = current->mm;
1926         struct page *page;
1927         int locked = 1;
1928         int ret;
1929
1930         if (mmap_read_lock_killable(mm))
1931                 return NULL;
1932         ret = __get_user_pages_locked(mm, addr, 1, &page, NULL, &locked,
1933                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
1934         if (locked)
1935                 mmap_read_unlock(mm);
1936         return (ret == 1) ? page : NULL;
1937 }
1938 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1939
1940 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1941 /*
1942  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
1943  */
1944 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
1945                                         struct list_head *movable_page_list,
1946                                         unsigned long nr_pages,
1947                                         struct page **pages)
1948 {
1949         unsigned long i, collected = 0;
1950         struct folio *prev_folio = NULL;
1951         bool drain_allow = true;
1952
1953         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1954                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
1955
1956                 if (folio == prev_folio)
1957                         continue;
1958                 prev_folio = folio;
1959
1960                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
1961                         continue;
1962
1963                 collected++;
1964
1965                 if (folio_is_device_coherent(folio))
1966                         continue;
1967
1968                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
1969                         isolate_hugetlb(&folio->page, movable_page_list);
1970                         continue;
1971                 }
1972
1973                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
1974                         lru_add_drain_all();
1975                         drain_allow = false;
1976                 }
1977
1978                 if (!folio_isolate_lru(folio))
1979                         continue;
1980
1981                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
1982                 node_stat_mod_folio(folio,
1983                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
1984                                     folio_nr_pages(folio));
1985         }
1986
1987         return collected;
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
1992  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
1993  * (or partial success).
1994  */
1995 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
1996                                         struct list_head *movable_page_list,
1997                                         unsigned long nr_pages,
1998                                         struct page **pages)
1999 {
2000         int ret;
2001         unsigned long i;
2002
2003         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2004                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2005
2006                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2007                         /*
2008                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2009                          * the pin on the source page to a normal reference.
2010                          */
2011                         pages[i] = NULL;
2012                         folio_get(folio);
2013                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2014
2015                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2016                                 ret = -EBUSY;
2017                                 goto err;
2018                         }
2019
2020                         continue;
2021                 }
2022
2023                 /*
2024                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2025                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2026                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2027                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2028                  * page won't be freed if it's migrating.
2029                  */
2030                 unpin_user_page(pages[i]);
2031                 pages[i] = NULL;
2032         }
2033
2034         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2035                 struct migration_target_control mtc = {
2036                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2037                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2038                 };
2039
2040                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2041                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2042                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2043                         ret = -ENOMEM;
2044                         goto err;
2045                 }
2046         }
2047
2048         putback_movable_pages(movable_page_list);
2049
2050         return -EAGAIN;
2051
2052 err:
2053         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2054                 if (pages[i])
2055                         unpin_user_page(pages[i]);
2056         putback_movable_pages(movable_page_list);
2057
2058         return ret;
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2063  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2064  * this routine.
2065  *
2066  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2067  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2068  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2069  * call this routine again.
2070  *
2071  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2072  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2073  *
2074  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2075  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2076  */
2077 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2078                                             struct page **pages)
2079 {
2080         unsigned long collected;
2081         LIST_HEAD(movable_page_list);
2082
2083         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2084                                                 nr_pages, pages);
2085         if (!collected)
2086                 return 0;
2087
2088         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2089                                                 pages);
2090 }
2091 #else
2092 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2093                                             struct page **pages)
2094 {
2095         return 0;
2096 }
2097 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2098
2099 /*
2100  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2101  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2102  */
2103 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2104                                   unsigned long start,
2105                                   unsigned long nr_pages,
2106                                   struct page **pages,
2107                                   struct vm_area_struct **vmas,
2108                                   unsigned int gup_flags)
2109 {
2110         unsigned int flags;
2111         long rc, nr_pinned_pages;
2112
2113         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2114                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
2115                                                NULL, gup_flags);
2116
2117         /*
2118          * If we get to this point then FOLL_LONGTERM is set, and FOLL_LONGTERM
2119          * implies FOLL_PIN (although the reverse is not true). Therefore it is
2120          * correct to unconditionally call check_and_migrate_movable_pages()
2121          * which assumes pages have been pinned via FOLL_PIN.
2122          *
2123          * Enforce the above reasoning by asserting that FOLL_PIN is set.
2124          */
2125         if (WARN_ON(!(gup_flags & FOLL_PIN)))
2126                 return -EINVAL;
2127         flags = memalloc_pin_save();
2128         do {
2129                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2130                                                           pages, vmas, NULL,
2131                                                           gup_flags);
2132                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2133                         rc = nr_pinned_pages;
2134                         break;
2135                 }
2136                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2137         } while (rc == -EAGAIN);
2138         memalloc_pin_restore(flags);
2139
2140         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2141 }
2142
2143 static bool is_valid_gup_flags(unsigned int gup_flags)
2144 {
2145         /*
2146          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2147          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
2148          */
2149         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2150                 return false;
2151         /*
2152          * FOLL_PIN is a prerequisite to FOLL_LONGTERM. Another way of saying
2153          * that is, FOLL_LONGTERM is a specific case, more restrictive case of
2154          * FOLL_PIN.
2155          */
2156         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2157                 return false;
2158
2159         return true;
2160 }
2161
2162 #ifdef CONFIG_MMU
2163 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2164                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2165                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2166                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2167 {
2168         /*
2169          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
2170          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2171          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
2172          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
2173          * allow what we can.
2174          */
2175         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2176                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
2177                         return -EINVAL;
2178                 /*
2179                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
2180                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
2181                  */
2182                 return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2183                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
2184                                              FOLL_REMOTE);
2185         }
2186
2187         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
2188                                        locked,
2189                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
2190 }
2191
2192 /**
2193  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2194  * @mm:         mm_struct of target mm
2195  * @start:      starting user address
2196  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2197  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2198  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2199  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2200  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2201  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2202  *              Or NULL if the caller does not require them.
2203  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2204  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2205  *              utilised. Lock must initially be held.
2206  *
2207  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2208  * number requested), or an error. Details about the return value:
2209  *
2210  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2211  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2212  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2213  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2214  *
2215  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2216  *
2217  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
2218  *
2219  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2220  *
2221  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2222  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2223  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2224  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2225  *
2226  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2227  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2228  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2229  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
2230  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2231  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2232  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2233  * locks can't be held over the syscall boundary.
2234  *
2235  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2236  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2237  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2238  *
2239  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2240  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2241  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2242  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2243  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2244  *
2245  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2246  *
2247  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2248  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2249  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2250  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2251  */
2252 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2253                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2254                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2255                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2256 {
2257         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2258                 return -EINVAL;
2259
2260         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
2261                                        pages, vmas, locked);
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2264
2265 #else /* CONFIG_MMU */
2266 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2267                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2268                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2269                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2270 {
2271         return 0;
2272 }
2273
2274 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2275                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2276                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2277                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2278 {
2279         return 0;
2280 }
2281 #endif /* !CONFIG_MMU */
2282
2283 /**
2284  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2285  * @start:      starting user address
2286  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2287  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2288  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2289  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2290  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2291  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2292  *              Or NULL if the caller does not require them.
2293  *
2294  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2295  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2296  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2297  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2298  */
2299 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2300                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2301                 struct vm_area_struct **vmas)
2302 {
2303         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2304                 return -EINVAL;
2305
2306         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
2307                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2308 }
2309 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2310
2311 /*
2312  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2313  *
2314  *      mmap_read_lock(mm);
2315  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2316  *      mmap_read_unlock(mm);
2317  *
2318  *  with:
2319  *
2320  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2321  *
2322  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2323  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2324  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2325  */
2326 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2327                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2328 {
2329         struct mm_struct *mm = current->mm;
2330         int locked = 1;
2331         long ret;
2332
2333         /*
2334          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2335          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2336          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2337          * disallow this option for now.
2338          */
2339         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2340                 return -EINVAL;
2341
2342         mmap_read_lock(mm);
2343         ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, NULL,
2344                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2345         if (locked)
2346                 mmap_read_unlock(mm);
2347         return ret;
2348 }
2349 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2350
2351 /*
2352  * Fast GUP
2353  *
2354  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2355  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2356  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2357  * block any THP splits.
2358  *
2359  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2360  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2361  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2362  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2363  *
2364  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2365  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2366  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2367  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2368  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2369  *
2370  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2371  * are currently made:
2372  *
2373  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2374  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2375  *
2376  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2377  *
2378  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2379  *
2380  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2381  *
2382  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2383  */
2384 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2385
2386 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2387                                             unsigned int flags,
2388                                             struct page **pages)
2389 {
2390         while ((*nr) - nr_start) {
2391                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2392
2393                 ClearPageReferenced(page);
2394                 if (flags & FOLL_PIN)
2395                         unpin_user_page(page);
2396                 else
2397                         put_page(page);
2398         }
2399 }
2400
2401 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2402 /*
2403  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2404  * operations.
2405  *
2406  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2407  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2408  *
2409  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2410  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2411  * is pinned.
2412  *
2413  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2414  *
2415  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2416  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2417  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2418  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2419  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2420  */
2421 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2422                          unsigned long end, unsigned int flags,
2423                          struct page **pages, int *nr)
2424 {
2425         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2426         int nr_start = *nr, ret = 0;
2427         pte_t *ptep, *ptem;
2428
2429         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2430         do {
2431                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2432                 struct page *page;
2433                 struct folio *folio;
2434
2435                 if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
2436                         goto pte_unmap;
2437
2438                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2439                         goto pte_unmap;
2440
2441                 if (pte_devmap(pte)) {
2442                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2443                                 goto pte_unmap;
2444
2445                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2446                         if (unlikely(!pgmap)) {
2447                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2448                                 goto pte_unmap;
2449                         }
2450                 } else if (pte_special(pte))
2451                         goto pte_unmap;
2452
2453                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2454                 page = pte_page(pte);
2455
2456                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2457                 if (!folio)
2458                         goto pte_unmap;
2459
2460                 if (unlikely(page_is_secretmem(page))) {
2461                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2462                         goto pte_unmap;
2463                 }
2464
2465                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2466                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2467                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2468                         goto pte_unmap;
2469                 }
2470
2471                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, page)) {
2472                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2473                         goto pte_unmap;
2474                 }
2475
2476                 /*
2477                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2478                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2479                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2480                  * details.
2481                  */
2482                 if (flags & FOLL_PIN) {
2483                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2484                         if (ret) {
2485                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2486                                 goto pte_unmap;
2487                         }
2488                 }
2489                 folio_set_referenced(folio);
2490                 pages[*nr] = page;
2491                 (*nr)++;
2492         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2493
2494         ret = 1;
2495
2496 pte_unmap:
2497         if (pgmap)
2498                 put_dev_pagemap(pgmap);
2499         pte_unmap(ptem);
2500         return ret;
2501 }
2502 #else
2503
2504 /*
2505  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2506  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2507  * to be special.
2508  *
2509  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2510  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2511  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2512  */
2513 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2514                          unsigned long end, unsigned int flags,
2515                          struct page **pages, int *nr)
2516 {
2517         return 0;
2518 }
2519 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2520
2521 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2522 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2523                              unsigned long end, unsigned int flags,
2524                              struct page **pages, int *nr)
2525 {
2526         int nr_start = *nr;
2527         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2528
2529         do {
2530                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2531
2532                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2533                 if (unlikely(!pgmap)) {
2534                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2535                         break;
2536                 }
2537                 SetPageReferenced(page);
2538                 pages[*nr] = page;
2539                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2540                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2541                         break;
2542                 }
2543                 (*nr)++;
2544                 pfn++;
2545         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2546
2547         put_dev_pagemap(pgmap);
2548         return addr == end;
2549 }
2550
2551 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2552                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2553                                  struct page **pages, int *nr)
2554 {
2555         unsigned long fault_pfn;
2556         int nr_start = *nr;
2557
2558         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2559         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2560                 return 0;
2561
2562         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2563                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2564                 return 0;
2565         }
2566         return 1;
2567 }
2568
2569 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2570                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2571                                  struct page **pages, int *nr)
2572 {
2573         unsigned long fault_pfn;
2574         int nr_start = *nr;
2575
2576         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2577         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2578                 return 0;
2579
2580         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2581                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2582                 return 0;
2583         }
2584         return 1;
2585 }
2586 #else
2587 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2588                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2589                                  struct page **pages, int *nr)
2590 {
2591         BUILD_BUG();
2592         return 0;
2593 }
2594
2595 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2596                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2597                                  struct page **pages, int *nr)
2598 {
2599         BUILD_BUG();
2600         return 0;
2601 }
2602 #endif
2603
2604 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2605                            unsigned long end, struct page **pages)
2606 {
2607         int nr;
2608
2609         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2610                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2611
2612         return nr;
2613 }
2614
2615 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2616 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2617                                       unsigned long sz)
2618 {
2619         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2620         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2621 }
2622
2623 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2624                        unsigned long end, unsigned int flags,
2625                        struct page **pages, int *nr)
2626 {
2627         unsigned long pte_end;
2628         struct page *page;
2629         struct folio *folio;
2630         pte_t pte;
2631         int refs;
2632
2633         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2634         if (pte_end < end)
2635                 end = pte_end;
2636
2637         pte = huge_ptep_get(ptep);
2638
2639         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2640                 return 0;
2641
2642         /* hugepages are never "special" */
2643         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2644
2645         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2646         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2647
2648         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2649         if (!folio)
2650                 return 0;
2651
2652         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2653                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2654                 return 0;
2655         }
2656
2657         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2658                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2659                 return 0;
2660         }
2661
2662         *nr += refs;
2663         folio_set_referenced(folio);
2664         return 1;
2665 }
2666
2667 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2668                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2669                 struct page **pages, int *nr)
2670 {
2671         pte_t *ptep;
2672         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2673         unsigned long next;
2674
2675         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2676         do {
2677                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2678                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2679                         return 0;
2680         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2681
2682         return 1;
2683 }
2684 #else
2685 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2686                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2687                 struct page **pages, int *nr)
2688 {
2689         return 0;
2690 }
2691 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2692
2693 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2694                         unsigned long end, unsigned int flags,
2695                         struct page **pages, int *nr)
2696 {
2697         struct page *page;
2698         struct folio *folio;
2699         int refs;
2700
2701         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2702                 return 0;
2703
2704         if (pmd_devmap(orig)) {
2705                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2706                         return 0;
2707                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2708                                              pages, nr);
2709         }
2710
2711         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2712         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2713
2714         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2715         if (!folio)
2716                 return 0;
2717
2718         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2719                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2720                 return 0;
2721         }
2722
2723         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2724                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2725                 return 0;
2726         }
2727
2728         *nr += refs;
2729         folio_set_referenced(folio);
2730         return 1;
2731 }
2732
2733 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2734                         unsigned long end, unsigned int flags,
2735                         struct page **pages, int *nr)
2736 {
2737         struct page *page;
2738         struct folio *folio;
2739         int refs;
2740
2741         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2742                 return 0;
2743
2744         if (pud_devmap(orig)) {
2745                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2746                         return 0;
2747                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2748                                              pages, nr);
2749         }
2750
2751         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2752         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2753
2754         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2755         if (!folio)
2756                 return 0;
2757
2758         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2759                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2760                 return 0;
2761         }
2762
2763         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(flags, &folio->page)) {
2764                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2765                 return 0;
2766         }
2767
2768         *nr += refs;
2769         folio_set_referenced(folio);
2770         return 1;
2771 }
2772
2773 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2774                         unsigned long end, unsigned int flags,
2775                         struct page **pages, int *nr)
2776 {
2777         int refs;
2778         struct page *page;
2779         struct folio *folio;
2780
2781         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2782                 return 0;
2783
2784         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2785
2786         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2787         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2788
2789         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2790         if (!folio)
2791                 return 0;
2792
2793         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2794                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2795                 return 0;
2796         }
2797
2798         *nr += refs;
2799         folio_set_referenced(folio);
2800         return 1;
2801 }
2802
2803 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2804                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2805 {
2806         unsigned long next;
2807         pmd_t *pmdp;
2808
2809         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2810         do {
2811                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2812
2813                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2814                 if (!pmd_present(pmd))
2815                         return 0;
2816
2817                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2818                              pmd_devmap(pmd))) {
2819                         if (pmd_protnone(pmd) &&
2820                             !gup_can_follow_protnone(flags))
2821                                 return 0;
2822
2823                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2824                                 pages, nr))
2825                                 return 0;
2826
2827                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2828                         /*
2829                          * architecture have different format for hugetlbfs
2830                          * pmd format and THP pmd format
2831                          */
2832                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2833                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2834                                 return 0;
2835                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
2836                         return 0;
2837         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2838
2839         return 1;
2840 }
2841
2842 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2843                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2844 {
2845         unsigned long next;
2846         pud_t *pudp;
2847
2848         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
2849         do {
2850                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2851
2852                 next = pud_addr_end(addr, end);
2853                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2854                         return 0;
2855                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2856                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2857                                           pages, nr))
2858                                 return 0;
2859                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2860                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2861                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2862                                 return 0;
2863                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
2864                         return 0;
2865         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2866
2867         return 1;
2868 }
2869
2870 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2871                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2872 {
2873         unsigned long next;
2874         p4d_t *p4dp;
2875
2876         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
2877         do {
2878                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2879
2880                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2881                 if (p4d_none(p4d))
2882                         return 0;
2883                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2884                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2885                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2886                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2887                                 return 0;
2888                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2889                         return 0;
2890         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2891
2892         return 1;
2893 }
2894
2895 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2896                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2897 {
2898         unsigned long next;
2899         pgd_t *pgdp;
2900
2901         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2902         do {
2903                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2904
2905                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2906                 if (pgd_none(pgd))
2907                         return;
2908                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2909                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2910                                           pages, nr))
2911                                 return;
2912                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2913                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2914                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2915                                 return;
2916                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2917                         return;
2918         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2919 }
2920 #else
2921 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2922                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2923 {
2924 }
2925 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2926
2927 #ifndef gup_fast_permitted
2928 /*
2929  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2930  * we need to fall back to the slow version:
2931  */
2932 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2933 {
2934         return true;
2935 }
2936 #endif
2937
2938 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2939                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2940 {
2941         int ret;
2942
2943         /*
2944          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2945          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2946          */
2947         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2948                 mmap_read_lock(current->mm);
2949                 ret = __gup_longterm_locked(current->mm,
2950                                             start, nr_pages,
2951                                             pages, NULL, gup_flags);
2952                 mmap_read_unlock(current->mm);
2953         } else {
2954                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2955                                               pages, gup_flags);
2956         }
2957
2958         return ret;
2959 }
2960
2961 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
2962                                             unsigned long end,
2963                                             unsigned int gup_flags,
2964                                             struct page **pages)
2965 {
2966         unsigned long flags;
2967         int nr_pinned = 0;
2968         unsigned seq;
2969
2970         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
2971             !gup_fast_permitted(start, end))
2972                 return 0;
2973
2974         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2975                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
2976                 if (seq & 1)
2977                         return 0;
2978         }
2979
2980         /*
2981          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
2982          * general purpose use of this routine.
2983          *
2984          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
2985          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2986          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2987          *
2988          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
2989          * that come from THPs splitting.
2990          */
2991         local_irq_save(flags);
2992         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
2993         local_irq_restore(flags);
2994
2995         /*
2996          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
2997          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
2998          */
2999         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3000                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3001                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3002                         return 0;
3003                 } else {
3004                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3005                 }
3006         }
3007         return nr_pinned;
3008 }
3009
3010 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3011                                         unsigned long nr_pages,
3012                                         unsigned int gup_flags,
3013                                         struct page **pages)
3014 {
3015         unsigned long len, end;
3016         unsigned long nr_pinned;
3017         int ret;
3018
3019         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3020                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3021                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT)))
3022                 return -EINVAL;
3023
3024         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3025                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3026
3027         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3028                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3029
3030         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3031         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3032         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3033                 return 0;
3034         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3035                 return -EFAULT;
3036
3037         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3038         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3039                 return nr_pinned;
3040
3041         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3042         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3043         pages += nr_pinned;
3044         ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned, gup_flags,
3045                                       pages);
3046         if (ret < 0) {
3047                 /*
3048                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3049                  * returning -errno is not an option
3050                  */
3051                 if (nr_pinned)
3052                         return nr_pinned;
3053                 return ret;
3054         }
3055         return ret + nr_pinned;
3056 }
3057
3058 /**
3059  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3060  * @start:      starting user address
3061  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3062  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3063  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3064  *              Should be at least nr_pages long.
3065  *
3066  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3067  * the regular GUP.
3068  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
3069  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
3070  *
3071  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3072  * pages pinned.
3073  *
3074  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3075  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3076  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3077  */
3078 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3079                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3080 {
3081         int nr_pinned;
3082         /*
3083          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3084          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3085          *
3086          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3087          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3088          */
3089         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
3090
3091         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
3092                                                  pages);
3093
3094         /*
3095          * As specified in the API description above, this routine is not
3096          * allowed to return negative values. However, the common core
3097          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
3098          * Therefore, correct for that here:
3099          */
3100         if (nr_pinned < 0)
3101                 nr_pinned = 0;
3102
3103         return nr_pinned;
3104 }
3105 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3106
3107 /**
3108  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3109  * @start:      starting user address
3110  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3111  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3112  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3113  *              Should be at least nr_pages long.
3114  *
3115  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3116  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3117  * calling get_user_pages().
3118  *
3119  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3120  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3121  * -errno.
3122  */
3123 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3124                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3125 {
3126         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
3127                 return -EINVAL;
3128
3129         /*
3130          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3131          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3132          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3133          * request.
3134          */
3135         gup_flags |= FOLL_GET;
3136         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3137 }
3138 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3139
3140 /**
3141  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3142  *
3143  * @start:      starting user address
3144  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3145  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3146  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3147  *              Should be at least nr_pages long.
3148  *
3149  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3150  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3151  * the arguments here are identical.
3152  *
3153  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3154  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3155  */
3156 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3157                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3158 {
3159         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3160         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3161                 return -EINVAL;
3162
3163         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3164                 return -EINVAL;
3165
3166         gup_flags |= FOLL_PIN;
3167         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3168 }
3169 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3170
3171 /*
3172  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
3173  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
3174  *
3175  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
3176  */
3177 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3178                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3179 {
3180         int nr_pinned;
3181
3182         /*
3183          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
3184          * rules require returning 0, rather than -errno:
3185          */
3186         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3187                 return 0;
3188
3189         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3190                 return 0;
3191         /*
3192          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3193          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3194          */
3195         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
3196         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
3197                                                  pages);
3198         /*
3199          * This routine is not allowed to return negative values. However,
3200          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
3201          * correct for that here:
3202          */
3203         if (nr_pinned < 0)
3204                 nr_pinned = 0;
3205
3206         return nr_pinned;
3207 }
3208 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
3209
3210 /**
3211  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3212  *
3213  * @mm:         mm_struct of target mm
3214  * @start:      starting user address
3215  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3216  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3217  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3218  *              Should be at least nr_pages long.
3219  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3220  *              Or NULL if the caller does not require them.
3221  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3222  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3223  *              utilised. Lock must initially be held.
3224  *
3225  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3226  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3227  * the arguments here are identical.
3228  *
3229  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3230  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3231  */
3232 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3233                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3234                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3235                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
3236 {
3237         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3238         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3239                 return -EINVAL;
3240
3241         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3242                 return -EINVAL;
3243
3244         gup_flags |= FOLL_PIN;
3245         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
3246                                        pages, vmas, locked);
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3249
3250 /**
3251  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3252  *
3253  * @start:      starting user address
3254  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3255  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3256  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3257  *              Should be at least nr_pages long.
3258  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3259  *              Or NULL if the caller does not require them.
3260  *
3261  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3262  * FOLL_PIN is set.
3263  *
3264  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3265  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3266  */
3267 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3268                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3269                     struct vm_area_struct **vmas)
3270 {
3271         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3272         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3273                 return -EINVAL;
3274
3275         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3276                 return -EINVAL;
3277
3278         gup_flags |= FOLL_PIN;
3279         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3280                                      pages, vmas, gup_flags);
3281 }
3282 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3283
3284 /*
3285  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3286  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3287  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3288  */
3289 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3290                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3291 {
3292         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3293         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3294                 return -EINVAL;
3295
3296         if (WARN_ON_ONCE(!pages))
3297                 return -EINVAL;
3298
3299         gup_flags |= FOLL_PIN;
3300         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);