GNU Linux-libre 4.4.288-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/pagemap.h>
8 #include <linux/rmap.h>
9 #include <linux/swap.h>
10 #include <linux/swapops.h>
11
12 #include <linux/sched.h>
13 #include <linux/rwsem.h>
14 #include <linux/hugetlb.h>
15
16 #include <asm/pgtable.h>
17 #include <asm/tlbflush.h>
18
19 #include "internal.h"
20
21 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
22                 unsigned int flags)
23 {
24         /*
25          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
26          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
27          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
28          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
29          * But we can only make this optimization where a hole would surely
30          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
31          */
32         if ((flags & FOLL_DUMP) && (!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->fault))
33                 return ERR_PTR(-EFAULT);
34         return NULL;
35 }
36
37 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
38                 pte_t *pte, unsigned int flags)
39 {
40         /* No page to get reference */
41         if (flags & FOLL_GET)
42                 return -EFAULT;
43
44         if (flags & FOLL_TOUCH) {
45                 pte_t entry = *pte;
46
47                 if (flags & FOLL_WRITE)
48                         entry = pte_mkdirty(entry);
49                 entry = pte_mkyoung(entry);
50
51                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
52                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
53                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
54                 }
55         }
56
57         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
58         return -EEXIST;
59 }
60
61 /*
62  * FOLL_FORCE can write to even unwritable pte's, but only
63  * after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
64  */
65 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
66 {
67         return pte_write(pte) ||
68                 ((flags & FOLL_FORCE) && (flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
69 }
70
71 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
72                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags)
73 {
74         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
75         struct page *page;
76         spinlock_t *ptl;
77         pte_t *ptep, pte;
78
79 retry:
80         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
81                 return no_page_table(vma, flags);
82
83         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
84         pte = *ptep;
85         if (!pte_present(pte)) {
86                 swp_entry_t entry;
87                 /*
88                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
89                  * even while it is being migrated, so for that case we
90                  * need migration_entry_wait().
91                  */
92                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
93                         goto no_page;
94                 if (pte_none(pte))
95                         goto no_page;
96                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
97                 if (!is_migration_entry(entry))
98                         goto no_page;
99                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
100                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
101                 goto retry;
102         }
103         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
104                 goto no_page;
105         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
106                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
107                 return NULL;
108         }
109
110         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
111         if (unlikely(!page)) {
112                 if (flags & FOLL_DUMP) {
113                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
114                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
115                         goto out;
116                 }
117
118                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
119                         page = pte_page(pte);
120                 } else {
121                         int ret;
122
123                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
124                         page = ERR_PTR(ret);
125                         goto out;
126                 }
127         }
128
129         if (flags & FOLL_GET) {
130                 if (unlikely(!try_get_page_foll(page))) {
131                         page = ERR_PTR(-ENOMEM);
132                         goto out;
133                 }
134         }
135         if (flags & FOLL_TOUCH) {
136                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
137                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
138                         set_page_dirty(page);
139                 /*
140                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
141                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
142                  * mark_page_accessed().
143                  */
144                 mark_page_accessed(page);
145         }
146         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
147                 /*
148                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
149                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
150                  * which might bounce very badly if there is contention.
151                  *
152                  * If the page is already locked, we don't need to
153                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
154                  * when it attempts to reclaim the page.
155                  */
156                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
157                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
158                         /*
159                          * Because we lock page here, and migration is
160                          * blocked by the pte's page reference, and we
161                          * know the page is still mapped, we don't even
162                          * need to check for file-cache page truncation.
163                          */
164                         mlock_vma_page(page);
165                         unlock_page(page);
166                 }
167         }
168 out:
169         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
170         return page;
171 no_page:
172         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
173         if (!pte_none(pte))
174                 return NULL;
175         return no_page_table(vma, flags);
176 }
177
178 /**
179  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
180  * @vma: vm_area_struct mapping @address
181  * @address: virtual address to look up
182  * @flags: flags modifying lookup behaviour
183  * @page_mask: on output, *page_mask is set according to the size of the page
184  *
185  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
186  *
187  * Returns the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
188  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
189  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
190  */
191 struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
192                               unsigned long address, unsigned int flags,
193                               unsigned int *page_mask)
194 {
195         pgd_t *pgd;
196         pud_t *pud;
197         pmd_t *pmd;
198         spinlock_t *ptl;
199         struct page *page;
200         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
201
202         *page_mask = 0;
203
204         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
205         if (!IS_ERR(page)) {
206                 BUG_ON(flags & FOLL_GET);
207                 return page;
208         }
209
210         pgd = pgd_offset(mm, address);
211         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
212                 return no_page_table(vma, flags);
213
214         pud = pud_offset(pgd, address);
215         if (pud_none(*pud))
216                 return no_page_table(vma, flags);
217         if (pud_huge(*pud) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB) {
218                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
219                 if (page)
220                         return page;
221                 return no_page_table(vma, flags);
222         }
223         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
224                 return no_page_table(vma, flags);
225
226         pmd = pmd_offset(pud, address);
227         if (pmd_none(*pmd))
228                 return no_page_table(vma, flags);
229         if (pmd_huge(*pmd) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB) {
230                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
231                 if (page)
232                         return page;
233                 return no_page_table(vma, flags);
234         }
235         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(*pmd))
236                 return no_page_table(vma, flags);
237         if (pmd_trans_huge(*pmd)) {
238                 if (flags & FOLL_SPLIT) {
239                         split_huge_page_pmd(vma, address, pmd);
240                         return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags);
241                 }
242                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
243                 if (likely(pmd_trans_huge(*pmd))) {
244                         if (unlikely(pmd_trans_splitting(*pmd))) {
245                                 spin_unlock(ptl);
246                                 wait_split_huge_page(vma->anon_vma, pmd);
247                         } else {
248                                 page = follow_trans_huge_pmd(vma, address,
249                                                              pmd, flags);
250                                 spin_unlock(ptl);
251                                 *page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
252                                 return page;
253                         }
254                 } else
255                         spin_unlock(ptl);
256         }
257         return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags);
258 }
259
260 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
261                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
262                 struct page **page)
263 {
264         pgd_t *pgd;
265         pud_t *pud;
266         pmd_t *pmd;
267         pte_t *pte;
268         int ret = -EFAULT;
269
270         /* user gate pages are read-only */
271         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
272                 return -EFAULT;
273         if (address > TASK_SIZE)
274                 pgd = pgd_offset_k(address);
275         else
276                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
277         BUG_ON(pgd_none(*pgd));
278         pud = pud_offset(pgd, address);
279         BUG_ON(pud_none(*pud));
280         pmd = pmd_offset(pud, address);
281         if (pmd_none(*pmd))
282                 return -EFAULT;
283         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
284         pte = pte_offset_map(pmd, address);
285         if (pte_none(*pte))
286                 goto unmap;
287         *vma = get_gate_vma(mm);
288         if (!page)
289                 goto out;
290         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
291         if (!*page) {
292                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
293                         goto unmap;
294                 *page = pte_page(*pte);
295         }
296         if (unlikely(!try_get_page(*page))) {
297                 ret = -ENOMEM;
298                 goto unmap;
299         }
300 out:
301         ret = 0;
302 unmap:
303         pte_unmap(pte);
304         return ret;
305 }
306
307 /*
308  * mmap_sem must be held on entry.  If @nonblocking != NULL and
309  * *@flags does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem may be released.
310  * If it is, *@nonblocking will be set to 0 and -EBUSY returned.
311  */
312 static int faultin_page(struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
313                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *nonblocking)
314 {
315         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
316         unsigned int fault_flags = 0;
317         int ret;
318
319         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
320         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
321                 return -ENOENT;
322         if (*flags & FOLL_WRITE)
323                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
324         if (nonblocking)
325                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
326         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
327                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
328         if (*flags & FOLL_TRIED) {
329                 VM_WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY);
330                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
331         }
332
333         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, fault_flags);
334         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
335                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
336                         return -ENOMEM;
337                 if (ret & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
338                         return *flags & FOLL_HWPOISON ? -EHWPOISON : -EFAULT;
339                 if (ret & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
340                         return -EFAULT;
341                 BUG();
342         }
343
344         if (tsk) {
345                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
346                         tsk->maj_flt++;
347                 else
348                         tsk->min_flt++;
349         }
350
351         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
352                 if (nonblocking)
353                         *nonblocking = 0;
354                 return -EBUSY;
355         }
356
357         /*
358          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
359          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
360          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
361          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
362          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
363          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
364          * reCOWed by userspace write).
365          */
366         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
367                 *flags |= FOLL_COW;
368         return 0;
369 }
370
371 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
372 {
373         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
374
375         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
376                 return -EFAULT;
377
378         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
379                 return -EFAULT;
380
381         if (gup_flags & FOLL_WRITE) {
382                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
383                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
384                                 return -EFAULT;
385                         /*
386                          * We used to let the write,force case do COW in a
387                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
388                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
389                          * executable, without corrupting the file (yet only
390                          * when that file had been opened for writing!).
391                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
392                          * just reject it.
393                          */
394                         if (!is_cow_mapping(vm_flags)) {
395                                 WARN_ON_ONCE(vm_flags & VM_MAYWRITE);
396                                 return -EFAULT;
397                         }
398                 }
399         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
400                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
401                         return -EFAULT;
402                 /*
403                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
404                  * have VM_MAYREAD set?
405                  */
406                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
407                         return -EFAULT;
408         }
409         return 0;
410 }
411
412 /**
413  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
414  * @tsk:        task_struct of target task
415  * @mm:         mm_struct of target mm
416  * @start:      starting user address
417  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
418  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
419  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
420  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
421  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
422  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
423  *              Or NULL if the caller does not require them.
424  * @nonblocking: whether waiting for disk IO or mmap_sem contention
425  *
426  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
427  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
428  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
429  * with a put_page() call when it is finished with. vmas will only
430  * remain valid while mmap_sem is held.
431  *
432  * Must be called with mmap_sem held.  It may be released.  See below.
433  *
434  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
435  * each struct page that each user address corresponds to at a given
436  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
437  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
438  *
439  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
440  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
441  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
442  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
443  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
444  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
445  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
446  * locks can't be held over the syscall boundary.
447  *
448  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
449  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
450  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
451  * before put_page is called.
452  *
453  * If @nonblocking != NULL, __get_user_pages will not wait for disk IO
454  * or mmap_sem contention, and if waiting is needed to pin all pages,
455  * *@nonblocking will be set to 0.  Further, if @gup_flags does not
456  * include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem will be released via up_read() in
457  * this case.
458  *
459  * A caller using such a combination of @nonblocking and @gup_flags
460  * must therefore hold the mmap_sem for reading only, and recognize
461  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
462  * reading or writing and will not be released.
463  *
464  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
465  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
466  * you need some special @gup_flags.
467  */
468 long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
469                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
470                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
471                 struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking)
472 {
473         long i = 0;
474         unsigned int page_mask;
475         struct vm_area_struct *vma = NULL;
476
477         if (!nr_pages)
478                 return 0;
479
480         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & FOLL_GET));
481
482         /*
483          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
484          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
485          * using the address space
486          */
487         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
488                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
489
490         do {
491                 struct page *page;
492                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
493                 unsigned int page_increm;
494
495                 /* first iteration or cross vma bound */
496                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
497                         vma = find_extend_vma(mm, start);
498                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
499                                 int ret;
500                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
501                                                 gup_flags, &vma,
502                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
503                                 if (ret)
504                                         return i ? : ret;
505                                 page_mask = 0;
506                                 goto next_page;
507                         }
508
509                         if (!vma || check_vma_flags(vma, gup_flags))
510                                 return i ? : -EFAULT;
511                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
512                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
513                                                 &start, &nr_pages, i,
514                                                 gup_flags);
515                                 continue;
516                         }
517                 }
518 retry:
519                 /*
520                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
521                  * potentially allocating memory.
522                  */
523                 if (unlikely(fatal_signal_pending(current)))
524                         return i ? i : -ERESTARTSYS;
525                 cond_resched();
526                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &page_mask);
527                 if (!page) {
528                         int ret;
529                         ret = faultin_page(tsk, vma, start, &foll_flags,
530                                         nonblocking);
531                         switch (ret) {
532                         case 0:
533                                 goto retry;
534                         case -EFAULT:
535                         case -ENOMEM:
536                         case -EHWPOISON:
537                                 return i ? i : ret;
538                         case -EBUSY:
539                                 return i;
540                         case -ENOENT:
541                                 goto next_page;
542                         }
543                         BUG();
544                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
545                         /*
546                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
547                          * struct page.
548                          */
549                         goto next_page;
550                 } else if (IS_ERR(page)) {
551                         return i ? i : PTR_ERR(page);
552                 }
553                 if (pages) {
554                         pages[i] = page;
555                         flush_anon_page(vma, page, start);
556                         flush_dcache_page(page);
557                         page_mask = 0;
558                 }
559 next_page:
560                 if (vmas) {
561                         vmas[i] = vma;
562                         page_mask = 0;
563                 }
564                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & page_mask);
565                 if (page_increm > nr_pages)
566                         page_increm = nr_pages;
567                 i += page_increm;
568                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
569                 nr_pages -= page_increm;
570         } while (nr_pages);
571         return i;
572 }
573 EXPORT_SYMBOL(__get_user_pages);
574
575 /*
576  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
577  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
578  *              NULL if faults are not to be recorded.
579  * @mm:         mm_struct of target mm
580  * @address:    user address
581  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
582  *
583  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
584  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
585  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
586  * trying again.
587  *
588  * Typically this is meant to be used by the futex code.
589  *
590  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
591  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
592  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
593  * handle_mm_fault() only guarantees to update these in the struct page.
594  *
595  * This is important for some architectures where those bits also gate the
596  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
597  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
598  * succeed.
599  *
600  * This has the same semantics wrt the @mm->mmap_sem as does filemap_fault().
601  */
602 int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
603                      unsigned long address, unsigned int fault_flags)
604 {
605         struct vm_area_struct *vma;
606         vm_flags_t vm_flags;
607         int ret;
608
609         vma = find_extend_vma(mm, address);
610         if (!vma || address < vma->vm_start)
611                 return -EFAULT;
612
613         vm_flags = (fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE) ? VM_WRITE : VM_READ;
614         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
615                 return -EFAULT;
616
617         ret = handle_mm_fault(mm, vma, address, fault_flags);
618         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
619                 if (ret & VM_FAULT_OOM)
620                         return -ENOMEM;
621                 if (ret & (VM_FAULT_HWPOISON | VM_FAULT_HWPOISON_LARGE))
622                         return -EHWPOISON;
623                 if (ret & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV))
624                         return -EFAULT;
625                 BUG();
626         }
627         if (tsk) {
628                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
629                         tsk->maj_flt++;
630                 else
631                         tsk->min_flt++;
632         }
633         return 0;
634 }
635
636 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
637                                                 struct mm_struct *mm,
638                                                 unsigned long start,
639                                                 unsigned long nr_pages,
640                                                 struct page **pages,
641                                                 struct vm_area_struct **vmas,
642                                                 int *locked, bool notify_drop,
643                                                 unsigned int flags)
644 {
645         long ret, pages_done;
646         bool lock_dropped;
647
648         if (locked) {
649                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
650                 BUG_ON(vmas);
651                 /* check caller initialized locked */
652                 BUG_ON(*locked != 1);
653         }
654
655         if (pages)
656                 flags |= FOLL_GET;
657
658         pages_done = 0;
659         lock_dropped = false;
660         for (;;) {
661                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, nr_pages, flags, pages,
662                                        vmas, locked);
663                 if (!locked)
664                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
665                         return ret;
666
667                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
668                 if (!*locked) {
669                         BUG_ON(ret < 0);
670                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
671                 }
672
673                 if (!pages)
674                         /* If it's a prefault don't insist harder */
675                         return ret;
676
677                 if (ret > 0) {
678                         nr_pages -= ret;
679                         pages_done += ret;
680                         if (!nr_pages)
681                                 break;
682                 }
683                 if (*locked) {
684                         /* VM_FAULT_RETRY didn't trigger */
685                         if (!pages_done)
686                                 pages_done = ret;
687                         break;
688                 }
689                 /* VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset */
690                 pages += ret;
691                 start += ret << PAGE_SHIFT;
692
693                 /*
694                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
695                  * without FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY but with
696                  * FAULT_FLAG_TRIED.
697                  */
698                 *locked = 1;
699                 lock_dropped = true;
700                 down_read(&mm->mmap_sem);
701                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
702                                        pages, NULL, NULL);
703                 if (ret != 1) {
704                         BUG_ON(ret > 1);
705                         if (!pages_done)
706                                 pages_done = ret;
707                         break;
708                 }
709                 nr_pages--;
710                 pages_done++;
711                 if (!nr_pages)
712                         break;
713                 pages++;
714                 start += PAGE_SIZE;
715         }
716         if (notify_drop && lock_dropped && *locked) {
717                 /*
718                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
719                  * and so the critical section protected by it was lost.
720                  */
721                 up_read(&mm->mmap_sem);
722                 *locked = 0;
723         }
724         return pages_done;
725 }
726
727 /*
728  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
729  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
730  * get_user_pages_unlocked().
731  *
732  * get_user_pages_locked() is suitable to replace the form:
733  *
734  *      down_read(&mm->mmap_sem);
735  *      do_something()
736  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
737  *      up_read(&mm->mmap_sem);
738  *
739  *  to:
740  *
741  *      int locked = 1;
742  *      down_read(&mm->mmap_sem);
743  *      do_something()
744  *      get_user_pages_locked(tsk, mm, ..., pages, &locked);
745  *      if (locked)
746  *          up_read(&mm->mmap_sem);
747  */
748 long get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
749                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
750                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
751                            int *locked)
752 {
753         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages,
754                                        pages, NULL, locked, true,
755                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
756 }
757 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
758
759 /*
760  * Same as get_user_pages_unlocked(...., FOLL_TOUCH) but it allows to
761  * pass additional gup_flags as last parameter (like FOLL_HWPOISON).
762  *
763  * NOTE: here FOLL_TOUCH is not set implicitly and must be set by the
764  * caller if required (just like with __get_user_pages). "FOLL_GET",
765  * "FOLL_WRITE" and "FOLL_FORCE" are set implicitly as needed
766  * according to the parameters "pages", "write", "force"
767  * respectively.
768  */
769 __always_inline long __get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
770                                                unsigned long start, unsigned long nr_pages,
771                                                struct page **pages, unsigned int gup_flags)
772 {
773         long ret;
774         int locked = 1;
775
776         down_read(&mm->mmap_sem);
777         ret = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, NULL,
778                                       &locked, false, gup_flags);
779         if (locked)
780                 up_read(&mm->mmap_sem);
781         return ret;
782 }
783 EXPORT_SYMBOL(__get_user_pages_unlocked);
784
785 /*
786  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
787  *
788  *      down_read(&mm->mmap_sem);
789  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
790  *      up_read(&mm->mmap_sem);
791  *
792  *  with:
793  *
794  *      get_user_pages_unlocked(tsk, mm, ..., pages);
795  *
796  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
797  * get_user_pages_fast should be used instead, if the two parameters
798  * "tsk" and "mm" are respectively equal to current and current->mm,
799  * or if "force" shall be set to 1 (get_user_pages_fast misses the
800  * "force" parameter).
801  */
802 long get_user_pages_unlocked(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
803                              unsigned long start, unsigned long nr_pages,
804                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
805 {
806         return __get_user_pages_unlocked(tsk, mm, start, nr_pages,
807                                          pages, gup_flags | FOLL_TOUCH);
808 }
809 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
810
811 /*
812  * get_user_pages() - pin user pages in memory
813  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
814  *              NULL if faults are not to be recorded.
815  * @mm:         mm_struct of target mm
816  * @start:      starting user address
817  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
818  * @write:      whether pages will be written to by the caller
819  * @force:      whether to force access even when user mapping is currently
820  *              protected (but never forces write access to shared mapping).
821  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
822  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
823  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
824  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
825  *              Or NULL if the caller does not require them.
826  *
827  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
828  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
829  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
830  * with a put_page() call when it is finished with. vmas will only
831  * remain valid while mmap_sem is held.
832  *
833  * Must be called with mmap_sem held for read or write.
834  *
835  * get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
836  * each struct page that each user address corresponds to at a given
837  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
838  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
839  *
840  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
841  * get_user_pages returns, and there may even be a completely different
842  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
843  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
844  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
845  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
846  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
847  * locks can't be held over the syscall boundary.
848  *
849  * If write=0, the page must not be written to. If the page is written to,
850  * set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must be called
851  * after the page is finished with, and before put_page is called.
852  *
853  * get_user_pages is typically used for fewer-copy IO operations, to get a
854  * handle on the memory by some means other than accesses via the user virtual
855  * addresses. The pages may be submitted for DMA to devices or accessed via
856  * their kernel linear mapping (via the kmap APIs). Care should be taken to
857  * use the correct cache flushing APIs.
858  *
859  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
860  *
861  * get_user_pages should be phased out in favor of
862  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
863  * should use get_user_pages because it cannot pass
864  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
865  */
866 long get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
867                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
868                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
869                 struct vm_area_struct **vmas)
870 {
871         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages,
872                                        pages, vmas, NULL, false,
873                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
874 }
875 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
876
877 /**
878  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
879  * @vma:   target vma
880  * @start: start address
881  * @end:   end address
882  * @nonblocking:
883  *
884  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
885  *
886  * return 0 on success, negative error code on error.
887  *
888  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held.
889  *
890  * If @nonblocking is NULL, it may be held for read or write and will
891  * be unperturbed.
892  *
893  * If @nonblocking is non-NULL, it must held for read only and may be
894  * released.  If it's released, *@nonblocking will be set to 0.
895  */
896 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
897                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking)
898 {
899         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
900         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
901         int gup_flags;
902
903         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
904         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
905         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
906         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
907         VM_BUG_ON_MM(!rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem), mm);
908
909         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
910         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
911                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
912
913         /*
914          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
915          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
916          * and we would not want to dirty them for nothing.
917          */
918         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
919                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
920
921         /*
922          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
923          * other than PROT_NONE.
924          */
925         if (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC))
926                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
927
928         /*
929          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
930          * not result in a stack expansion that recurses back here.
931          */
932         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
933                                 NULL, NULL, nonblocking);
934 }
935
936 /*
937  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
938  *
939  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
940  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
941  * mmap_sem must not be held.
942  */
943 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
944 {
945         struct mm_struct *mm = current->mm;
946         unsigned long end, nstart, nend;
947         struct vm_area_struct *vma = NULL;
948         int locked = 0;
949         long ret = 0;
950
951         end = start + len;
952
953         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
954                 /*
955                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
956                  * Find first corresponding VMA.
957                  */
958                 if (!locked) {
959                         locked = 1;
960                         down_read(&mm->mmap_sem);
961                         vma = find_vma(mm, nstart);
962                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
963                         vma = vma->vm_next;
964                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
965                         break;
966                 /*
967                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
968                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
969                  */
970                 nend = min(end, vma->vm_end);
971                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
972                         continue;
973                 if (nstart < vma->vm_start)
974                         nstart = vma->vm_start;
975                 /*
976                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
977                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
978                  * if the vma was already munlocked.
979                  */
980                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
981                 if (ret < 0) {
982                         if (ignore_errors) {
983                                 ret = 0;
984                                 continue;       /* continue at next VMA */
985                         }
986                         break;
987                 }
988                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
989                 ret = 0;
990         }
991         if (locked)
992                 up_read(&mm->mmap_sem);
993         return ret;     /* 0 or negative error code */
994 }
995
996 /**
997  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
998  * @addr: user address
999  *
1000  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1001  * to be freed afterwards by page_cache_release() or put_page().
1002  *
1003  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1004  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1005  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1006  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1007  *
1008  * Called without mmap_sem, but after all other threads have been killed.
1009  */
1010 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1011 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1012 {
1013         struct vm_area_struct *vma;
1014         struct page *page;
1015
1016         if (__get_user_pages(current, current->mm, addr, 1,
1017                              FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET, &page, &vma,
1018                              NULL) < 1)
1019                 return NULL;
1020         flush_cache_page(vma, addr, page_to_pfn(page));
1021         return page;
1022 }
1023 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1024
1025 /*
1026  * Generic RCU Fast GUP
1027  *
1028  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
1029  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
1030  * protected from page table pages being freed from under it, and should
1031  * block any THP splits.
1032  *
1033  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
1034  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
1035  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
1036  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
1037  *
1038  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
1039  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
1040  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
1041  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
1042  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
1043  *
1044  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
1045  * are currently made:
1046  *
1047  *  *) HAVE_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table is used to free
1048  *      pages containing page tables.
1049  *
1050  *  *) THP splits will broadcast an IPI, this can be achieved by overriding
1051  *      pmdp_splitting_flush.
1052  *
1053  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
1054  *
1055  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
1056  *
1057  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
1058  *
1059  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
1060  */
1061 #ifdef CONFIG_HAVE_GENERIC_RCU_GUP
1062
1063 /*
1064  * Return the compund head page with ref appropriately incremented,
1065  * or NULL if that failed.
1066  */
1067 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
1068 {
1069         struct page *head = compound_head(page);
1070         if (WARN_ON_ONCE(atomic_read(&head->_count) < 0))
1071                 return NULL;
1072         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
1073                 return NULL;
1074         return head;
1075 }
1076
1077 #ifdef __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
1078 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1079                          int write, struct page **pages, int *nr)
1080 {
1081         pte_t *ptep, *ptem;
1082         int ret = 0;
1083
1084         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
1085         do {
1086                 /*
1087                  * In the line below we are assuming that the pte can be read
1088                  * atomically. If this is not the case for your architecture,
1089                  * please wrap this in a helper function!
1090                  *
1091                  * for an example see gup_get_pte in arch/x86/mm/gup.c
1092                  */
1093                 pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
1094                 struct page *page;
1095
1096                 /*
1097                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
1098                  * path using the pte_protnone check.
1099                  */
1100                 if (!pte_present(pte) || pte_special(pte) ||
1101                         pte_protnone(pte) || (write && !pte_write(pte)))
1102                         goto pte_unmap;
1103
1104                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
1105                 page = pte_page(pte);
1106
1107                 if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) < 0))
1108                         goto pte_unmap;
1109
1110                 if (!page_cache_get_speculative(page))
1111                         goto pte_unmap;
1112
1113                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
1114                         put_page(page);
1115                         goto pte_unmap;
1116                 }
1117
1118                 pages[*nr] = page;
1119                 (*nr)++;
1120
1121         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1122
1123         ret = 1;
1124
1125 pte_unmap:
1126         pte_unmap(ptem);
1127         return ret;
1128 }
1129 #else
1130
1131 /*
1132  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
1133  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
1134  * to be special.
1135  *
1136  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
1137  * __get_user_pages_fast implementation that can pin pages. Thus it's still
1138  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
1139  */
1140 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1141                          int write, struct page **pages, int *nr)
1142 {
1143         return 0;
1144 }
1145 #endif /* __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL */
1146
1147 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
1148                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
1149 {
1150         struct page *head, *page, *tail;
1151         int refs;
1152
1153         if (write && !pmd_write(orig))
1154                 return 0;
1155
1156         refs = 0;
1157         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1158         tail = page;
1159         do {
1160                 pages[*nr] = page;
1161                 (*nr)++;
1162                 page++;
1163                 refs++;
1164         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1165
1166         head = try_get_compound_head(pmd_page(orig), refs);
1167         if (!head) {
1168                 *nr -= refs;
1169                 return 0;
1170         }
1171
1172         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
1173                 *nr -= refs;
1174                 while (refs--)
1175                         put_page(head);
1176                 return 0;
1177         }
1178
1179         /*
1180          * Any tail pages need their mapcount reference taken before we
1181          * return. (This allows the THP code to bump their ref count when
1182          * they are split into base pages).
1183          */
1184         while (refs--) {
1185                 if (PageTail(tail))
1186                         get_huge_page_tail(tail);
1187                 tail++;
1188         }
1189
1190         return 1;
1191 }
1192
1193 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
1194                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
1195 {
1196         struct page *head, *page, *tail;
1197         int refs;
1198
1199         if (write && !pud_write(orig))
1200                 return 0;
1201
1202         refs = 0;
1203         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1204         tail = page;
1205         do {
1206                 pages[*nr] = page;
1207                 (*nr)++;
1208                 page++;
1209                 refs++;
1210         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1211
1212         head = try_get_compound_head(pud_page(orig), refs);
1213         if (!head) {
1214                 *nr -= refs;
1215                 return 0;
1216         }
1217
1218         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
1219                 *nr -= refs;
1220                 while (refs--)
1221                         put_page(head);
1222                 return 0;
1223         }
1224
1225         while (refs--) {
1226                 if (PageTail(tail))
1227                         get_huge_page_tail(tail);
1228                 tail++;
1229         }
1230
1231         return 1;
1232 }
1233
1234 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
1235                         unsigned long end, int write,
1236                         struct page **pages, int *nr)
1237 {
1238         int refs;
1239         struct page *head, *page, *tail;
1240
1241         if (write && !pgd_write(orig))
1242                 return 0;
1243
1244         refs = 0;
1245         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1246         tail = page;
1247         do {
1248                 pages[*nr] = page;
1249                 (*nr)++;
1250                 page++;
1251                 refs++;
1252         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1253
1254         head = try_get_compound_head(pgd_page(orig), refs);
1255         if (!head) {
1256                 *nr -= refs;
1257                 return 0;
1258         }
1259
1260         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
1261                 *nr -= refs;
1262                 while (refs--)
1263                         put_page(head);
1264                 return 0;
1265         }
1266
1267         while (refs--) {
1268                 if (PageTail(tail))
1269                         get_huge_page_tail(tail);
1270                 tail++;
1271         }
1272
1273         return 1;
1274 }
1275
1276 static int gup_pmd_range(pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
1277                 int write, struct page **pages, int *nr)
1278 {
1279         unsigned long next;
1280         pmd_t *pmdp;
1281
1282         pmdp = pmd_offset(&pud, addr);
1283         do {
1284                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1285
1286                 next = pmd_addr_end(addr, end);
1287                 if (pmd_none(pmd) || pmd_trans_splitting(pmd))
1288                         return 0;
1289
1290                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd))) {
1291                         /*
1292                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
1293                          * slowpath for accounting purposes and so that they
1294                          * can be serialised against THP migration.
1295                          */
1296                         if (pmd_protnone(pmd))
1297                                 return 0;
1298
1299                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, write,
1300                                 pages, nr))
1301                                 return 0;
1302
1303                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
1304                         /*
1305                          * architecture have different format for hugetlbfs
1306                          * pmd format and THP pmd format
1307                          */
1308                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
1309                                          PMD_SHIFT, next, write, pages, nr))
1310                                 return 0;
1311                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, write, pages, nr))
1312                                 return 0;
1313         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
1314
1315         return 1;
1316 }
1317
1318 static int gup_pud_range(pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
1319                          int write, struct page **pages, int *nr)
1320 {
1321         unsigned long next;
1322         pud_t *pudp;
1323
1324         pudp = pud_offset(&pgd, addr);
1325         do {
1326                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
1327
1328                 next = pud_addr_end(addr, end);
1329                 if (pud_none(pud))
1330                         return 0;
1331                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
1332                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, write,
1333                                           pages, nr))
1334                                 return 0;
1335                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
1336                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
1337                                          PUD_SHIFT, next, write, pages, nr))
1338                                 return 0;
1339                 } else if (!gup_pmd_range(pud, addr, next, write, pages, nr))
1340                         return 0;
1341         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
1342
1343         return 1;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
1348  * the regular GUP. It will only return non-negative values.
1349  */
1350 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1351                           struct page **pages)
1352 {
1353         struct mm_struct *mm = current->mm;
1354         unsigned long addr, len, end;
1355         unsigned long next, flags;
1356         pgd_t *pgdp;
1357         int nr = 0;
1358
1359         start &= PAGE_MASK;
1360         addr = start;
1361         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
1362         end = start + len;
1363
1364         if (unlikely(!access_ok(write ? VERIFY_WRITE : VERIFY_READ,
1365                                         start, len)))
1366                 return 0;
1367
1368         /*
1369          * Disable interrupts.  We use the nested form as we can already have
1370          * interrupts disabled by get_futex_key.
1371          *
1372          * With interrupts disabled, we block page table pages from being
1373          * freed from under us. See mmu_gather_tlb in asm-generic/tlb.h
1374          * for more details.
1375          *
1376          * We do not adopt an rcu_read_lock(.) here as we also want to
1377          * block IPIs that come from THPs splitting.
1378          */
1379
1380         local_irq_save(flags);
1381         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
1382         do {
1383                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1384
1385                 next = pgd_addr_end(addr, end);
1386                 if (pgd_none(pgd))
1387                         break;
1388                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
1389                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, write,
1390                                           pages, &nr))
1391                                 break;
1392                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
1393                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
1394                                          PGDIR_SHIFT, next, write, pages, &nr))
1395                                 break;
1396                 } else if (!gup_pud_range(pgd, addr, next, write, pages, &nr))
1397                         break;
1398         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
1399         local_irq_restore(flags);
1400
1401         return nr;
1402 }
1403
1404 /**
1405  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
1406  * @start:      starting user address
1407  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1408  * @write:      whether pages will be written to
1409  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1410  *              Should be at least nr_pages long.
1411  *
1412  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_sem.
1413  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
1414  * calling get_user_pages().
1415  *
1416  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
1417  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
1418  * were pinned, returns -errno.
1419  */
1420 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
1421                         struct page **pages)
1422 {
1423         struct mm_struct *mm = current->mm;
1424         int nr, ret;
1425
1426         start &= PAGE_MASK;
1427         nr = __get_user_pages_fast(start, nr_pages, write, pages);
1428         ret = nr;
1429
1430         if (nr < nr_pages) {
1431                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
1432                 start += nr << PAGE_SHIFT;
1433                 pages += nr;
1434
1435                 ret = get_user_pages_unlocked(current, mm, start,
1436                                               nr_pages - nr, pages,
1437                                               write ? FOLL_WRITE : 0);
1438
1439                 /* Have to be a bit careful with return values */
1440                 if (nr > 0) {
1441                         if (ret < 0)
1442                                 ret = nr;
1443                         else
1444                                 ret += nr;
1445                 }
1446         }
1447
1448         return ret;
1449 }
1450
1451 #endif /* CONFIG_HAVE_GENERIC_RCU_GUP */