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