GNU Linux-libre 4.9.309-gnu1
[releases.git] / mm / gup.c
1 #include <linux/kernel.h>
2 #include <linux/errno.h>
3 #include <linux/err.h>
4 #include <linux/spinlock.h>
5
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/memremap.h>
8 #include <linux/pagemap.h>
9 #include <linux/rmap.h>
10 #include <linux/swap.h>
11 #include <linux/swapops.h>
12
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/rwsem.h>
15 #include <linux/hugetlb.h>
16
17 #include <asm/mmu_context.h>
18 #include <asm/pgtable.h>
19 #include <asm/tlbflush.h>
20
21 #include "internal.h"
22
23 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
24                 unsigned int flags)
25 {
26         /*
27          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
28          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
29          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
30          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
31          * But we can only make this optimization where a hole would surely
32          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
33          */
34         if ((flags & FOLL_DUMP) && (!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->fault))
35                 return ERR_PTR(-EFAULT);
36         return NULL;
37 }
38
39 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
40                 pte_t *pte, unsigned int flags)
41 {
42         /* No page to get reference */
43         if (flags & FOLL_GET)
44                 return -EFAULT;
45
46         if (flags & FOLL_TOUCH) {
47                 pte_t entry = *pte;
48
49                 if (flags & FOLL_WRITE)
50                         entry = pte_mkdirty(entry);
51                 entry = pte_mkyoung(entry);
52
53                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
54                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
55                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
56                 }
57         }
58
59         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
60         return -EEXIST;
61 }
62
63 /*
64  * FOLL_FORCE or a forced COW break can write even to unwritable pte's,
65  * but only after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
66  */
67 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
68 {
69         return pte_write(pte) || ((flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
70 }
71
72 /*
73  * A (separate) COW fault might break the page the other way and
74  * get_user_pages() would return the page from what is now the wrong
75  * VM. So we need to force a COW break at GUP time even for reads.
76  */
77 static inline bool should_force_cow_break(struct vm_area_struct *vma, unsigned int flags)
78 {
79         return is_cow_mapping(vma->vm_flags) && (flags & FOLL_GET);
80 }
81
82 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
83                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags)
84 {
85         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
86         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
87         struct page *page;
88         spinlock_t *ptl;
89         pte_t *ptep, pte;
90
91 retry:
92         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
93                 return no_page_table(vma, flags);
94
95         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
96         pte = *ptep;
97         if (!pte_present(pte)) {
98                 swp_entry_t entry;
99                 /*
100                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
101                  * even while it is being migrated, so for that case we
102                  * need migration_entry_wait().
103                  */
104                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
105                         goto no_page;
106                 if (pte_none(pte))
107                         goto no_page;
108                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
109                 if (!is_migration_entry(entry))
110                         goto no_page;
111                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
112                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
113                 goto retry;
114         }
115         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
116                 goto no_page;
117         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
118                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
119                 return NULL;
120         }
121
122         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
123         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & FOLL_GET)) {
124                 /*
125                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET case since
126                  * they are only valid while holding the pgmap reference.
127                  */
128                 pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), NULL);
129                 if (pgmap)
130                         page = pte_page(pte);
131                 else
132                         goto no_page;
133         } else if (unlikely(!page)) {
134                 if (flags & FOLL_DUMP) {
135                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
136                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
137                         goto out;
138                 }
139
140                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
141                         page = pte_page(pte);
142                 } else {
143                         int ret;
144
145                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
146                         page = ERR_PTR(ret);
147                         goto out;
148                 }
149         }
150
151         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
152                 int ret;
153                 get_page(page);
154                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
155                 lock_page(page);
156                 ret = split_huge_page(page);
157                 unlock_page(page);
158                 put_page(page);
159                 if (ret)
160                         return ERR_PTR(ret);
161                 goto retry;
162         }
163
164         if (flags & FOLL_GET) {
165                 if (unlikely(!try_get_page(page))) {
166                         page = ERR_PTR(-ENOMEM);
167                         goto out;
168                 }
169
170                 /* drop the pgmap reference now that we hold the page */
171                 if (pgmap) {
172                         put_dev_pagemap(pgmap);
173                         pgmap = NULL;
174                 }
175         }
176         if (flags & FOLL_TOUCH) {
177                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
178                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
179                         set_page_dirty(page);
180                 /*
181                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
182                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
183                  * mark_page_accessed().
184                  */
185                 mark_page_accessed(page);
186         }
187         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
188                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
189                 if (PageTransCompound(page))
190                         goto out;
191
192                 /*
193                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
194                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
195                  * which might bounce very badly if there is contention.
196                  *
197                  * If the page is already locked, we don't need to
198                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
199                  * when it attempts to reclaim the page.
200                  */
201                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
202                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
203                         /*
204                          * Because we lock page here, and migration is
205                          * blocked by the pte's page reference, and we
206                          * know the page is still mapped, we don't even
207                          * need to check for file-cache page truncation.
208                          */
209                         mlock_vma_page(page);
210                         unlock_page(page);
211                 }
212         }
213 out:
214         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
215         return page;
216 no_page:
217         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
218         if (!pte_none(pte))
219                 return NULL;
220         return no_page_table(vma, flags);
221 }
222
223 /**
224  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
225  * @vma: vm_area_struct mapping @address
226  * @address: virtual address to look up
227  * @flags: flags modifying lookup behaviour
228  * @page_mask: on output, *page_mask is set according to the size of the page
229  *
230  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
231  *
232  * Returns the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
233  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
234  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
235  */
236 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
237                               unsigned long address, unsigned int flags,
238                               unsigned int *page_mask)
239 {
240         pgd_t *pgd;
241         pud_t *pud;
242         pmd_t *pmd;
243         spinlock_t *ptl;
244         struct page *page;
245         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
246
247         *page_mask = 0;
248
249         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
250         if (!IS_ERR(page)) {
251                 BUG_ON(flags & FOLL_GET);
252                 return page;
253         }
254
255         pgd = pgd_offset(mm, address);
256         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
257                 return no_page_table(vma, flags);
258
259         pud = pud_offset(pgd, address);
260         if (pud_none(*pud))
261                 return no_page_table(vma, flags);
262         if (pud_huge(*pud) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB) {
263                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
264                 if (page)
265                         return page;
266                 return no_page_table(vma, flags);
267         }
268         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
269                 return no_page_table(vma, flags);
270
271         pmd = pmd_offset(pud, address);
272         if (pmd_none(*pmd))
273                 return no_page_table(vma, flags);
274         if (pmd_huge(*pmd) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB) {
275                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
276                 if (page)
277                         return page;
278                 return no_page_table(vma, flags);
279         }
280         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(*pmd))
281                 return no_page_table(vma, flags);
282         if (pmd_devmap(*pmd)) {
283                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
284                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags);
285                 spin_unlock(ptl);
286                 if (page)
287                         return page;
288         }
289         if (likely(!pmd_trans_huge(*pmd)))
290                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags);
291
292         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
293         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
294                 spin_unlock(ptl);
295                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags);
296         }
297         if (flags & FOLL_SPLIT) {
298                 int ret;
299                 page = pmd_page(*pmd);
300                 if (is_huge_zero_page(page)) {
301                         spin_unlock(ptl);
302                         ret = 0;
303                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
304                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
305                                 ret = -EBUSY;
306                 } else {
307                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
308                                 spin_unlock(ptl);
309                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
310                         }
311                         spin_unlock(ptl);
312                         lock_page(page);
313                         ret = split_huge_page(page);
314                         unlock_page(page);
315                         put_page(page);
316                         if (pmd_none(*pmd))
317                                 return no_page_table(vma, flags);
318                 }
319
320                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
321                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags);
322         }
323
324         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
325         spin_unlock(ptl);
326         *page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
327         return page;
328 }
329
330 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
331                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
332                 struct page **page)
333 {
334         pgd_t *pgd;
335         pud_t *pud;
336         pmd_t *pmd;
337         pte_t *pte;
338         int ret = -EFAULT;
339
340         /* user gate pages are read-only */
341         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
342                 return -EFAULT;
343         if (address > TASK_SIZE)
344                 pgd = pgd_offset_k(address);
345         else
346                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
347         BUG_ON(pgd_none(*pgd));
348         pud = pud_offset(pgd, address);
349         BUG_ON(pud_none(*pud));
350         pmd = pmd_offset(pud, address);
351         if (pmd_none(*pmd))
352                 return -EFAULT;
353         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
354         pte = pte_offset_map(pmd, address);
355         if (pte_none(*pte))
356                 goto unmap;
357         *vma = get_gate_vma(mm);
358         if (!page)
359                 goto out;
360         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
361         if (!*page) {
362                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
363                         goto unmap;
364                 *page = pte_page(*pte);
365         }
366         if (unlikely(!try_get_page(*page))) {
367                 ret = -ENOMEM;
368                 goto unmap;
369         }
370 out:
371         ret = 0;
372 unmap:
373         pte_unmap(pte);
374         return ret;
375 }
376
377 /*
378  * mmap_sem must be held on entry.  If @nonblocking != NULL and
379  * *@flags does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem may be released.
380  * If it is, *@nonblocking will be set to 0 and -EBUSY returned.
381  */
382 static int faultin_page(struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
383                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *nonblocking)
384 {
385         unsigned int fault_flags = 0;
386         int ret;
387
388         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
389         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
390                 return -ENOENT;
391         if (*flags & FOLL_WRITE)
392                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
393         if (*flags & FOLL_REMOTE)
394                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
395         if (nonblocking)
396                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
397         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
398                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
399         if (*flags & FOLL_TRIED) {
400                 VM_WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY);
401                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
402         }
403
404         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
405         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
406                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
407                         return -ENOMEM;
408                 if (ret & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
409                         return *flags & FOLL_HWPOISON ? -EHWPOISON : -EFAULT;
410                 if (ret & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
411                         return -EFAULT;
412                 BUG();
413         }
414
415         if (tsk) {
416                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
417                         tsk->maj_flt++;
418                 else
419                         tsk->min_flt++;
420         }
421
422         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
423                 if (nonblocking)
424                         *nonblocking = 0;
425                 return -EBUSY;
426         }
427
428         /*
429          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
430          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
431          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
432          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
433          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
434          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
435          * reCOWed by userspace write).
436          */
437         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
438                 *flags |= FOLL_COW;
439         return 0;
440 }
441
442 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
443 {
444         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
445         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
446         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
447
448         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
449                 return -EFAULT;
450
451         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
452                 return -EFAULT;
453
454         if (write) {
455                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
456                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
457                                 return -EFAULT;
458                         /*
459                          * We used to let the write,force case do COW in a
460                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
461                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
462                          * executable, without corrupting the file (yet only
463                          * when that file had been opened for writing!).
464                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
465                          * just reject it.
466                          */
467                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
468                                 return -EFAULT;
469                 }
470         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
471                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
472                         return -EFAULT;
473                 /*
474                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
475                  * have VM_MAYREAD set?
476                  */
477                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
478                         return -EFAULT;
479         }
480         /*
481          * gups are always data accesses, not instruction
482          * fetches, so execute=false here
483          */
484         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
485                 return -EFAULT;
486         return 0;
487 }
488
489 /**
490  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
491  * @tsk:        task_struct of target task
492  * @mm:         mm_struct of target mm
493  * @start:      starting user address
494  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
495  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
496  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
497  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
498  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
499  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
500  *              Or NULL if the caller does not require them.
501  * @nonblocking: whether waiting for disk IO or mmap_sem contention
502  *
503  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
504  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
505  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
506  * with a put_page() call when it is finished with. vmas will only
507  * remain valid while mmap_sem is held.
508  *
509  * Must be called with mmap_sem held.  It may be released.  See below.
510  *
511  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
512  * each struct page that each user address corresponds to at a given
513  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
514  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
515  *
516  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
517  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
518  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
519  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
520  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
521  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
522  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
523  * locks can't be held over the syscall boundary.
524  *
525  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
526  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
527  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
528  * before put_page is called.
529  *
530  * If @nonblocking != NULL, __get_user_pages will not wait for disk IO
531  * or mmap_sem contention, and if waiting is needed to pin all pages,
532  * *@nonblocking will be set to 0.  Further, if @gup_flags does not
533  * include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem will be released via up_read() in
534  * this case.
535  *
536  * A caller using such a combination of @nonblocking and @gup_flags
537  * must therefore hold the mmap_sem for reading only, and recognize
538  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
539  * reading or writing and will not be released.
540  *
541  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
542  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
543  * you need some special @gup_flags.
544  */
545 static long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
546                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
547                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
548                 struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking)
549 {
550         long i = 0;
551         unsigned int page_mask;
552         struct vm_area_struct *vma = NULL;
553
554         if (!nr_pages)
555                 return 0;
556
557         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & FOLL_GET));
558
559         /*
560          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
561          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
562          * using the address space
563          */
564         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
565                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
566
567         do {
568                 struct page *page;
569                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
570                 unsigned int page_increm;
571
572                 /* first iteration or cross vma bound */
573                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
574                         vma = find_extend_vma(mm, start);
575                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
576                                 int ret;
577                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
578                                                 gup_flags, &vma,
579                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
580                                 if (ret)
581                                         return i ? : ret;
582                                 page_mask = 0;
583                                 goto next_page;
584                         }
585
586                         if (!vma || check_vma_flags(vma, gup_flags))
587                                 return i ? : -EFAULT;
588                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
589                                 if (should_force_cow_break(vma, foll_flags))
590                                         foll_flags |= FOLL_WRITE;
591                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
592                                                 &start, &nr_pages, i,
593                                                 foll_flags);
594                                 continue;
595                         }
596                 }
597
598                 if (should_force_cow_break(vma, foll_flags))
599                         foll_flags |= FOLL_WRITE;
600
601 retry:
602                 /*
603                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
604                  * potentially allocating memory.
605                  */
606                 if (unlikely(fatal_signal_pending(current)))
607                         return i ? i : -ERESTARTSYS;
608                 cond_resched();
609                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &page_mask);
610                 if (!page) {
611                         int ret;
612                         ret = faultin_page(tsk, vma, start, &foll_flags,
613                                         nonblocking);
614                         switch (ret) {
615                         case 0:
616                                 goto retry;
617                         case -EFAULT:
618                         case -ENOMEM:
619                         case -EHWPOISON:
620                                 return i ? i : ret;
621                         case -EBUSY:
622                                 return i;
623                         case -ENOENT:
624                                 goto next_page;
625                         }
626                         BUG();
627                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
628                         /*
629                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
630                          * struct page.
631                          */
632                         goto next_page;
633                 } else if (IS_ERR(page)) {
634                         return i ? i : PTR_ERR(page);
635                 }
636                 if (pages) {
637                         pages[i] = page;
638                         flush_anon_page(vma, page, start);
639                         flush_dcache_page(page);
640                         page_mask = 0;
641                 }
642 next_page:
643                 if (vmas) {
644                         vmas[i] = vma;
645                         page_mask = 0;
646                 }
647                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & page_mask);
648                 if (page_increm > nr_pages)
649                         page_increm = nr_pages;
650                 i += page_increm;
651                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
652                 nr_pages -= page_increm;
653         } while (nr_pages);
654         return i;
655 }
656
657 bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned int fault_flags)
658 {
659         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
660         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
661         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
662
663         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
664                 return false;
665
666         /*
667          * The architecture might have a hardware protection
668          * mechanism other than read/write that can deny access.
669          *
670          * gup always represents data access, not instruction
671          * fetches, so execute=false here:
672          */
673         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
674                 return false;
675
676         return true;
677 }
678
679 /*
680  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
681  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
682  *              NULL if faults are not to be recorded.
683  * @mm:         mm_struct of target mm
684  * @address:    user address
685  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
686  * @unlocked:   did we unlock the mmap_sem while retrying, maybe NULL if caller
687  *              does not allow retry
688  *
689  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
690  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
691  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
692  * trying again.
693  *
694  * Typically this is meant to be used by the futex code.
695  *
696  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
697  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
698  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
699  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
700  *
701  * This is important for some architectures where those bits also gate the
702  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
703  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
704  * succeed.
705  *
706  * This function will not return with an unlocked mmap_sem. So it has not the
707  * same semantics wrt the @mm->mmap_sem as does filemap_fault().
708  */
709 int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
710                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
711                      bool *unlocked)
712 {
713         struct vm_area_struct *vma;
714         int ret, major = 0;
715
716         if (unlocked)
717                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
718
719 retry:
720         vma = find_extend_vma(mm, address);
721         if (!vma || address < vma->vm_start)
722                 return -EFAULT;
723
724         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
725                 return -EFAULT;
726
727         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
728         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
729         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
730                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
731                         return -ENOMEM;
732                 if (ret & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
733                         return -EHWPOISON;
734                 if (ret & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
735                         return -EFAULT;
736                 BUG();
737         }
738
739         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
740                 down_read(&mm->mmap_sem);
741                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
742                         *unlocked = true;
743                         fault_flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
744                         fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
745                         goto retry;
746                 }
747         }
748
749         if (tsk) {
750                 if (major)
751                         tsk->maj_flt++;
752                 else
753                         tsk->min_flt++;
754         }
755         return 0;
756 }
757 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
758
759 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
760                                                 struct mm_struct *mm,
761                                                 unsigned long start,
762                                                 unsigned long nr_pages,
763                                                 struct page **pages,
764                                                 struct vm_area_struct **vmas,
765                                                 int *locked, bool notify_drop,
766                                                 unsigned int flags)
767 {
768         long ret, pages_done;
769         bool lock_dropped;
770
771         if (locked) {
772                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
773                 BUG_ON(vmas);
774                 /* check caller initialized locked */
775                 BUG_ON(*locked != 1);
776         }
777
778         if (pages)
779                 flags |= FOLL_GET;
780
781         pages_done = 0;
782         lock_dropped = false;
783         for (;;) {
784                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, nr_pages, flags, pages,
785                                        vmas, locked);
786                 if (!locked)
787                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
788                         return ret;
789
790                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
791                 if (!*locked) {
792                         BUG_ON(ret < 0);
793                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
794                 }
795
796                 if (!pages)
797                         /* If it's a prefault don't insist harder */
798                         return ret;
799
800                 if (ret > 0) {
801                         nr_pages -= ret;
802                         pages_done += ret;
803                         if (!nr_pages)
804                                 break;
805                 }
806                 if (*locked) {
807                         /* VM_FAULT_RETRY didn't trigger */
808                         if (!pages_done)
809                                 pages_done = ret;
810                         break;
811                 }
812                 /* VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset */
813                 pages += ret;
814                 start += ret << PAGE_SHIFT;
815
816                 /*
817                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
818                  * without FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY but with
819                  * FAULT_FLAG_TRIED.
820                  */
821                 *locked = 1;
822                 lock_dropped = true;
823                 down_read(&mm->mmap_sem);
824                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
825                                        pages, NULL, NULL);
826                 if (ret != 1) {
827                         BUG_ON(ret > 1);
828                         if (!pages_done)
829                                 pages_done = ret;
830                         break;
831                 }
832                 nr_pages--;
833                 pages_done++;
834                 if (!nr_pages)
835                         break;
836                 pages++;
837                 start += PAGE_SIZE;
838         }
839         if (notify_drop && lock_dropped && *locked) {
840                 /*
841                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
842                  * and so the critical section protected by it was lost.
843                  */
844                 up_read(&mm->mmap_sem);
845                 *locked = 0;
846         }
847         return pages_done;
848 }
849
850 /*
851  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
852  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
853  * get_user_pages_unlocked().
854  *
855  * get_user_pages_locked() is suitable to replace the form:
856  *
857  *      down_read(&mm->mmap_sem);
858  *      do_something()
859  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
860  *      up_read(&mm->mmap_sem);
861  *
862  *  to:
863  *
864  *      int locked = 1;
865  *      down_read(&mm->mmap_sem);
866  *      do_something()
867  *      get_user_pages_locked(tsk, mm, ..., pages, &locked);
868  *      if (locked)
869  *          up_read(&mm->mmap_sem);
870  */
871 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
872                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
873                            int *locked)
874 {
875         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
876                                        pages, NULL, locked, true,
877                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
878 }
879 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
880
881 /*
882  * Same as get_user_pages_unlocked(...., FOLL_TOUCH) but it allows to
883  * pass additional gup_flags as last parameter (like FOLL_HWPOISON).
884  *
885  * NOTE: here FOLL_TOUCH is not set implicitly and must be set by the
886  * caller if required (just like with __get_user_pages). "FOLL_GET",
887  * "FOLL_WRITE" and "FOLL_FORCE" are set implicitly as needed
888  * according to the parameters "pages", "write", "force"
889  * respectively.
890  */
891 __always_inline long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
892                                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
893                                                struct page **pages, unsigned int gup_flags)
894 {
895         long ret;
896         int locked = 1;
897
898         down_read(&mm->mmap_sem);
899         ret = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, NULL,
900                                       &locked, false, gup_flags);
901         if (locked)
902                 up_read(&mm->mmap_sem);
903         return ret;
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(__get_user_pages_unlocked);
906
907 /*
908  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
909  *
910  *      down_read(&mm->mmap_sem);
911  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
912  *      up_read(&mm->mmap_sem);
913  *
914  *  with:
915  *
916  *      get_user_pages_unlocked(tsk, mm, ..., pages);
917  *
918  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
919  * get_user_pages_fast should be used instead, if the two parameters
920  * "tsk" and "mm" are respectively equal to current and current->mm,
921  * or if "force" shall be set to 1 (get_user_pages_fast misses the
922  * "force" parameter).
923  */
924 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
925                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
926 {
927         return __get_user_pages_unlocked(current, current->mm, start, nr_pages,
928                                          pages, gup_flags | FOLL_TOUCH);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
931
932 /*
933  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
934  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
935  *              NULL if faults are not to be recorded.
936  * @mm:         mm_struct of target mm
937  * @start:      starting user address
938  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
939  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
940  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
941  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
942  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
943  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
944  *              Or NULL if the caller does not require them.
945  *
946  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
947  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
948  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
949  * with a put_page() call when it is finished with. vmas will only
950  * remain valid while mmap_sem is held.
951  *
952  * Must be called with mmap_sem held for read or write.
953  *
954  * get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
955  * each struct page that each user address corresponds to at a given
956  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
957  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
958  *
959  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
960  * get_user_pages returns, and there may even be a completely different
961  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
962  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
963  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
964  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
965  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
966  * locks can't be held over the syscall boundary.
967  *
968  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
969  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
970  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
971  *
972  * get_user_pages is typically used for fewer-copy IO operations, to get a
973  * handle on the memory by some means other than accesses via the user virtual
974  * addresses. The pages may be submitted for DMA to devices or accessed via
975  * their kernel linear mapping (via the kmap APIs). Care should be taken to
976  * use the correct cache flushing APIs.
977  *
978  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
979  *
980  * get_user_pages should be phased out in favor of
981  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
982  * should use get_user_pages because it cannot pass
983  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
984  */
985 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
986                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
987                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
988                 struct vm_area_struct **vmas)
989 {
990         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
991                                        NULL, false,
992                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
993 }
994 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
995
996 /*
997  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a
998  * less-flexible calling convention where we assume that the task
999  * and mm being operated on are the current task's.  We also
1000  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
1001  */
1002 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1003                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1004                 struct vm_area_struct **vmas)
1005 {
1006         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1007                                        pages, vmas, NULL, false,
1008                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
1009 }
1010 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1011
1012 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1013 /*
1014  * This is the same as get_user_pages() in that it assumes we are
1015  * operating on the current task's mm, but it goes further to validate
1016  * that the vmas associated with the address range are suitable for
1017  * longterm elevated page reference counts. For example, filesystem-dax
1018  * mappings are subject to the lifetime enforced by the filesystem and
1019  * we need guarantees that longterm users like RDMA and V4L2 only
1020  * establish mappings that have a kernel enforced revocation mechanism.
1021  *
1022  * "longterm" == userspace controlled elevated page count lifetime.
1023  * Contrast this to iov_iter_get_pages() usages which are transient.
1024  */
1025 long get_user_pages_longterm(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1026                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1027                 struct vm_area_struct **vmas_arg)
1028 {
1029         struct vm_area_struct **vmas = vmas_arg;
1030         struct vm_area_struct *vma_prev = NULL;
1031         long rc, i;
1032
1033         if (!pages)
1034                 return -EINVAL;
1035
1036         if (!vmas) {
1037                 vmas = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct vm_area_struct *),
1038                                GFP_KERNEL);
1039                 if (!vmas)
1040                         return -ENOMEM;
1041         }
1042
1043         rc = get_user_pages(start, nr_pages, gup_flags, pages, vmas);
1044
1045         for (i = 0; i < rc; i++) {
1046                 struct vm_area_struct *vma = vmas[i];
1047
1048                 if (vma == vma_prev)
1049                         continue;
1050
1051                 vma_prev = vma;
1052
1053                 if (vma_is_fsdax(vma))
1054                         break;
1055         }
1056
1057         /*
1058          * Either get_user_pages() failed, or the vma validation
1059          * succeeded, in either case we don't need to put_page() before
1060          * returning.
1061          */
1062         if (i >= rc)
1063                 goto out;
1064
1065         for (i = 0; i < rc; i++)
1066                 put_page(pages[i]);
1067         rc = -EOPNOTSUPP;
1068 out:
1069         if (vmas != vmas_arg)
1070                 kfree(vmas);
1071         return rc;
1072 }
1073 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_longterm);
1074 #endif /* CONFIG_FS_DAX */
1075
1076 /**
1077  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1078  * @vma:   target vma
1079  * @start: start address
1080  * @end:   end address
1081  * @nonblocking:
1082  *
1083  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1084  *
1085  * return 0 on success, negative error code on error.
1086  *
1087  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held.
1088  *
1089  * If @nonblocking is NULL, it may be held for read or write and will
1090  * be unperturbed.
1091  *
1092  * If @nonblocking is non-NULL, it must held for read only and may be
1093  * released.  If it's released, *@nonblocking will be set to 0.
1094  */
1095 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1096                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking)
1097 {
1098         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1099         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1100         int gup_flags;
1101
1102         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1103         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1104         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1105         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1106         VM_BUG_ON_MM(!rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem), mm);
1107
1108         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1109         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1110                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1111         /*
1112          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1113          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1114          * and we would not want to dirty them for nothing.
1115          */
1116         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1117                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1118
1119         /*
1120          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1121          * other than PROT_NONE.
1122          */
1123         if (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC))
1124                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1125
1126         /*
1127          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1128          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1129          */
1130         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1131                                 NULL, NULL, nonblocking);
1132 }
1133
1134 /*
1135  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1136  *
1137  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1138  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1139  * mmap_sem must not be held.
1140  */
1141 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1142 {
1143         struct mm_struct *mm = current->mm;
1144         unsigned long end, nstart, nend;
1145         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1146         int locked = 0;
1147         long ret = 0;
1148
1149         end = start + len;
1150
1151         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1152                 /*
1153                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1154                  * Find first corresponding VMA.
1155                  */
1156                 if (!locked) {
1157                         locked = 1;
1158                         down_read(&mm->mmap_sem);
1159                         vma = find_vma(mm, nstart);
1160                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1161                         vma = vma->vm_next;
1162                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1163                         break;
1164                 /*
1165                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1166                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1167                  */
1168                 nend = min(end, vma->vm_end);
1169                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1170                         continue;
1171                 if (nstart < vma->vm_start)
1172                         nstart = vma->vm_start;
1173                 /*
1174                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1175                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1176                  * if the vma was already munlocked.
1177                  */
1178                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1179                 if (ret < 0) {
1180                         if (ignore_errors) {
1181                                 ret = 0;
1182                                 continue;       /* continue at next VMA */
1183                         }
1184                         break;
1185                 }
1186                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1187                 ret = 0;
1188         }
1189         if (locked)
1190                 up_read(&mm->mmap_sem);
1191         return ret;     /* 0 or negative error code */
1192 }
1193
1194 /**
1195  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1196  * @addr: user address
1197  *
1198  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1199  * to be freed afterwards by put_page().
1200  *
1201  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1202  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1203  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1204  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1205  *
1206  * Called without mmap_sem, but after all other threads have been killed.
1207  */
1208 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1209 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1210 {
1211         struct vm_area_struct *vma;
1212         struct page *page;
1213
1214         if (__get_user_pages(current, current->mm, addr, 1,
1215                              FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET, &page, &vma,
1216                              NULL) < 1)
1217                 return NULL;
1218         flush_cache_page(vma, addr, page_to_pfn(page));
1219         return page;
1220 }
1221 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1222
1223 /*
1224  * Generic RCU Fast GUP
1225  *
1226  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
1227  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
1228  * protected from page table pages being freed from under it, and should
1229  * block any THP splits.
1230  *
1231  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
1232  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
1233  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
1234  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
1235  *
1236  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
1237  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
1238  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
1239  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
1240  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
1241  *
1242  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
1243  * are currently made:
1244  *
1245  *  *) HAVE_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table is used to free
1246  *      pages containing page tables.
1247  *
1248  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
1249  *
1250  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
1251  *
1252  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
1253  *
1254  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
1255  */
1256 #ifdef CONFIG_HAVE_GENERIC_RCU_GUP
1257
1258 /*
1259  * Return the compund head page with ref appropriately incremented,
1260  * or NULL if that failed.
1261  */
1262 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
1263 {
1264         struct page *head = compound_head(page);
1265         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(head) < 0))
1266                 return NULL;
1267         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
1268                 return NULL;
1269         return head;
1270 }
1271
1272 #ifdef __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
1273 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1274                          int write, struct page **pages, int *nr)
1275 {
1276         pte_t *ptep, *ptem;
1277         int ret = 0;
1278
1279         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
1280         do {
1281                 /*
1282                  * In the line below we are assuming that the pte can be read
1283                  * atomically. If this is not the case for your architecture,
1284                  * please wrap this in a helper function!
1285                  *
1286                  * for an example see gup_get_pte in arch/x86/mm/gup.c
1287                  */
1288                 pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
1289                 struct page *head, *page;
1290
1291                 /*
1292                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
1293                  * path using the pte_protnone check.
1294                  */
1295                 if (!pte_present(pte) || pte_special(pte) ||
1296                         pte_protnone(pte) || (write && !pte_write(pte)))
1297                         goto pte_unmap;
1298
1299                 if (!arch_pte_access_permitted(pte, write))
1300                         goto pte_unmap;
1301
1302                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
1303                 page = pte_page(pte);
1304
1305                 head = try_get_compound_head(page, 1);
1306                 if (!head)
1307                         goto pte_unmap;
1308
1309                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
1310                         put_page(head);
1311                         goto pte_unmap;
1312                 }
1313
1314                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
1315                 pages[*nr] = page;
1316                 (*nr)++;
1317
1318         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1319
1320         ret = 1;
1321
1322 pte_unmap:
1323         pte_unmap(ptem);
1324         return ret;
1325 }
1326 #else
1327
1328 /*
1329  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
1330  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
1331  * to be special.
1332  *
1333  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
1334  * __get_user_pages_fast implementation that can pin pages. Thus it's still
1335  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
1336  */
1337 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1338                          int write, struct page **pages, int *nr)
1339 {
1340         return 0;
1341 }
1342 #endif /* __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL */
1343
1344 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
1345                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
1346 {
1347         struct page *head, *page;
1348         int refs;
1349
1350         if (write && !pmd_write(orig))
1351                 return 0;
1352
1353         refs = 0;
1354         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1355         do {
1356                 pages[*nr] = page;
1357                 (*nr)++;
1358                 page++;
1359                 refs++;
1360         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1361
1362         head = try_get_compound_head(pmd_page(orig), refs);
1363         if (!head) {
1364                 *nr -= refs;
1365                 return 0;
1366         }
1367
1368         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
1369                 *nr -= refs;
1370                 while (refs--)
1371                         put_page(head);
1372                 return 0;
1373         }
1374
1375         return 1;
1376 }
1377
1378 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
1379                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
1380 {
1381         struct page *head, *page;
1382         int refs;
1383
1384         if (write && !pud_write(orig))
1385                 return 0;
1386
1387         refs = 0;
1388         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1389         do {
1390                 pages[*nr] = page;
1391                 (*nr)++;
1392                 page++;
1393                 refs++;
1394         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1395
1396         head = try_get_compound_head(pud_page(orig), refs);
1397         if (!head) {
1398                 *nr -= refs;
1399                 return 0;
1400         }
1401
1402         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
1403                 *nr -= refs;
1404                 while (refs--)
1405                         put_page(head);
1406                 return 0;
1407         }
1408
1409         return 1;
1410 }
1411
1412 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
1413                         unsigned long end, int write,
1414                         struct page **pages, int *nr)
1415 {
1416         int refs;
1417         struct page *head, *page;
1418
1419         if (write && !pgd_write(orig))
1420                 return 0;
1421
1422         refs = 0;
1423         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1424         do {
1425                 pages[*nr] = page;
1426                 (*nr)++;
1427                 page++;
1428                 refs++;
1429         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1430
1431         head = try_get_compound_head(pgd_page(orig), refs);
1432         if (!head) {
1433                 *nr -= refs;
1434                 return 0;
1435         }
1436
1437         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
1438                 *nr -= refs;
1439                 while (refs--)
1440                         put_page(head);
1441                 return 0;
1442         }
1443
1444         return 1;
1445 }
1446
1447 static int gup_pmd_range(pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
1448                 int write, struct page **pages, int *nr)
1449 {
1450         unsigned long next;
1451         pmd_t *pmdp;
1452
1453         pmdp = pmd_offset(&pud, addr);
1454         do {
1455                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1456
1457                 next = pmd_addr_end(addr, end);
1458                 if (pmd_none(pmd))
1459                         return 0;
1460
1461                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
1462                              pmd_devmap(pmd))) {
1463                         /*
1464                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
1465                          * slowpath for accounting purposes and so that they
1466                          * can be serialised against THP migration.
1467                          */
1468                         if (pmd_protnone(pmd))
1469                                 return 0;
1470
1471                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, write,
1472                                 pages, nr))
1473                                 return 0;
1474
1475                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
1476                         /*
1477                          * architecture have different format for hugetlbfs
1478                          * pmd format and THP pmd format
1479                          */
1480                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
1481                                          PMD_SHIFT, next, write, pages, nr))
1482                                 return 0;
1483                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, write, pages, nr))
1484                                 return 0;
1485         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
1486
1487         return 1;
1488 }
1489
1490 static int gup_pud_range(pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
1491                          int write, struct page **pages, int *nr)
1492 {
1493         unsigned long next;
1494         pud_t *pudp;
1495
1496         pudp = pud_offset(&pgd, addr);
1497         do {
1498                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
1499
1500                 next = pud_addr_end(addr, end);
1501                 if (pud_none(pud))
1502                         return 0;
1503                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
1504                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, write,
1505                                           pages, nr))
1506                                 return 0;
1507                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
1508                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
1509                                          PUD_SHIFT, next, write, pages, nr))
1510                                 return 0;
1511                 } else if (!gup_pmd_range(pud, addr, next, write, pages, nr))
1512                         return 0;
1513         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
1514
1515         return 1;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
1520  * the regular GUP. It will only return non-negative values.
1521  *
1522  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
1523  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
1524  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
1525  */
1526 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1527                           struct page **pages)
1528 {
1529         struct mm_struct *mm = current->mm;
1530         unsigned long addr, len, end;
1531         unsigned long next, flags;
1532         pgd_t *pgdp;
1533         int nr = 0;
1534
1535         start &= PAGE_MASK;
1536         addr = start;
1537         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
1538         end = start + len;
1539
1540         if (unlikely(!access_ok(write ? VERIFY_WRITE : VERIFY_READ,
1541                                         start, len)))
1542                 return 0;
1543
1544         /*
1545          * Disable interrupts.  We use the nested form as we can already have
1546          * interrupts disabled by get_futex_key.
1547          *
1548          * With interrupts disabled, we block page table pages from being
1549          * freed from under us. See mmu_gather_tlb in asm-generic/tlb.h
1550          * for more details.
1551          *
1552          * We do not adopt an rcu_read_lock(.) here as we also want to
1553          * block IPIs that come from THPs splitting.
1554          *
1555          * NOTE! We allow read-only gup_fast() here, but you'd better be
1556          * careful about possible COW pages. You'll get _a_ COW page, but
1557          * not necessarily the one you intended to get depending on what
1558          * COW event happens after this. COW may break the page copy in a
1559          * random direction.
1560          */
1561
1562         local_irq_save(flags);
1563         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
1564         do {
1565                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1566
1567                 next = pgd_addr_end(addr, end);
1568                 if (pgd_none(pgd))
1569                         break;
1570                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
1571                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, write,
1572                                           pages, &nr))
1573                                 break;
1574                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
1575                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
1576                                          PGDIR_SHIFT, next, write, pages, &nr))
1577                                 break;
1578                 } else if (!gup_pud_range(pgd, addr, next, write, pages, &nr))
1579                         break;
1580         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
1581         local_irq_restore(flags);
1582
1583         return nr;
1584 }
1585
1586 /**
1587  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
1588  * @start:      starting user address
1589  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1590  * @write:      whether pages will be written to
1591  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1592  *              Should be at least nr_pages long.
1593  *
1594  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_sem.
1595  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
1596  * calling get_user_pages().
1597  *
1598  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
1599  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
1600  * were pinned, returns -errno.
1601  */
1602 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1603                         struct page **pages)
1604 {
1605         int nr, ret;
1606
1607         start &= PAGE_MASK;
1608         /*
1609          * The FAST_GUP case requires FOLL_WRITE even for pure reads,
1610          * because get_user_pages() may need to cause an early COW in
1611          * order to avoid confusing the normal COW routines. So only
1612          * targets that are already writable are safe to do by just
1613          * looking at the page tables.
1614          */
1615         nr = __get_user_pages_fast(start, nr_pages, 1, pages);
1616         ret = nr;
1617
1618         if (nr < nr_pages) {
1619                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
1620                 start += nr << PAGE_SHIFT;
1621                 pages += nr;
1622
1623                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages - nr, pages,
1624                                 write ? FOLL_WRITE : 0);
1625
1626                 /* Have to be a bit careful with return values */
1627                 if (nr > 0) {
1628                         if (ret < 0)
1629                                 ret = nr;
1630                         else
1631                                 ret += nr;
1632                 }
1633         }
1634
1635         return ret;
1636 }
1637
1638 #endif /* CONFIG_HAVE_GENERIC_RCU_GUP */