drivers/infiniband/core/umem_odp.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Mellanox Technologies. All rights reserved.
   3  *
   4  * This software is available to you under a choice of one of two
   5  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   6  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   7  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
   8  * OpenIB.org BSD license below:
   9  *
  10  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  11  *     without modification, are permitted provided that the following
  12  *     conditions are met:
  13  *
  14  *      - Redistributions of source code must retain the above
  15  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  16  *        disclaimer.
  17  *
  18  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  19  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  20  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  21  *        provided with the distribution.
  22  *
  23  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  24  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  26  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  27  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  28  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  29  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  30  * SOFTWARE.
  31  */
  32
  33 #include <linux/types.h>
  34 #include <linux/sched.h>
  35 #include <linux/sched/mm.h>
  36 #include <linux/sched/task.h>
  37 #include <linux/pid.h>
  38 #include <linux/slab.h>
  39 #include <linux/export.h>
  40 #include <linux/vmalloc.h>
  41 #include <linux/hugetlb.h>
  42 #include <linux/interval_tree_generic.h>
  43
  44 #include <rdma/ib_verbs.h>
  45 #include <rdma/ib_umem.h>
  46 #include <rdma/ib_umem_odp.h>
  47
  48 /*
  49  * The ib_umem list keeps track of memory regions for which the HW
  50  * device request to receive notification when the related memory
  51  * mapping is changed.
  52  *
  53  * ib_umem_lock protects the list.
  54  */
  55
  56 static u64 node_start(struct umem_odp_node *n)
  57 {
  58         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  59                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  60
  61         return ib_umem_start(&umem_odp->umem);
  62 }
  63
  64 /* Note that the representation of the intervals in the interval tree
  65  * considers the ending point as contained in the interval, while the
  66  * function ib_umem_end returns the first address which is not contained
  67  * in the umem.
  68  */
  69 static u64 node_last(struct umem_odp_node *n)
  70 {
  71         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  72                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  73
  74         return ib_umem_end(&umem_odp->umem) - 1;
  75 }
  76
  77 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct umem_odp_node, rb, u64, __subtree_last,
  78                      node_start, node_last, static, rbt_ib_umem)
  79
  80 static void ib_umem_notifier_start_account(struct ib_umem_odp *umem_odp)
  81 {
  82         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
  83         if (umem_odp->notifiers_count++ == 0)
  84                 /*
  85                  * Initialize the completion object for waiting on
  86                  * notifiers. Since notifier_count is zero, no one should be
  87                  * waiting right now.
  88                  */
  89                 reinit_completion(&umem_odp->notifier_completion);
  90         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
  91 }
  92
  93 static void ib_umem_notifier_end_account(struct ib_umem_odp *umem_odp)
  94 {
  95         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
  96         /*
  97          * This sequence increase will notify the QP page fault that the page
  98          * that is going to be mapped in the spte could have been freed.
  99          */
 100         ++umem_odp->notifiers_seq;
 101         if (--umem_odp->notifiers_count == 0)
 102                 complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 103         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 104 }
 105
 106 static int ib_umem_notifier_release_trampoline(struct ib_umem_odp *umem_odp,
 107                                                u64 start, u64 end, void *cookie)
 108 {
 109         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 110
 111         /*
 112          * Increase the number of notifiers running, to
 113          * prevent any further fault handling on this MR.
 114          */
 115         ib_umem_notifier_start_account(umem_odp);
 116         umem_odp->dying = 1;
 117         /* Make sure that the fact the umem is dying is out before we release
 118          * all pending page faults. */
 119         smp_wmb();
 120         complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 121         umem->context->invalidate_range(umem_odp, ib_umem_start(umem),
 122                                         ib_umem_end(umem));
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 static void ib_umem_notifier_release(struct mmu_notifier *mn,
 127                                      struct mm_struct *mm)
 128 {
 129         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 130                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 131
 132         down_read(&per_mm->umem_rwsem);
 133         if (per_mm->active)
 134                 rbt_ib_umem_for_each_in_range(
 135                         &per_mm->umem_tree, 0, ULLONG_MAX,
 136                         ib_umem_notifier_release_trampoline, true, NULL);
 137         up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 138 }
 139
 140 static int invalidate_range_start_trampoline(struct ib_umem_odp *item,
 141                                              u64 start, u64 end, void *cookie)
 142 {
 143         ib_umem_notifier_start_account(item);
 144         item->umem.context->invalidate_range(item, start, end);
 145         return 0;
 146 }
 147
 148 static int ib_umem_notifier_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
 149                                 const struct mmu_notifier_range *range)
 150 {
 151         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 152                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 153
 154         if (range->blockable)
 155                 down_read(&per_mm->umem_rwsem);
 156         else if (!down_read_trylock(&per_mm->umem_rwsem))
 157                 return -EAGAIN;
 158
 159         if (!per_mm->active) {
 160                 up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 161                 /*
 162                  * At this point active is permanently set and visible to this
 163                  * CPU without a lock, that fact is relied on to skip the unlock
 164                  * in range_end.
 165                  */
 166                 return 0;
 167         }
 168
 169         return rbt_ib_umem_for_each_in_range(&per_mm->umem_tree, range->start,
 170                                              range->end,
 171                                              invalidate_range_start_trampoline,
 172                                              range->blockable, NULL);
 173 }
 174
 175 static int invalidate_range_end_trampoline(struct ib_umem_odp *item, u64 start,
 176                                            u64 end, void *cookie)
 177 {
 178         ib_umem_notifier_end_account(item);
 179         return 0;
 180 }
 181
 182 static void ib_umem_notifier_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
 183                                 const struct mmu_notifier_range *range)
 184 {
 185         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 186                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 187
 188         if (unlikely(!per_mm->active))
 189                 return;
 190
 191         rbt_ib_umem_for_each_in_range(&per_mm->umem_tree, range->start,
 192                                       range->end,
 193                                       invalidate_range_end_trampoline, true, NULL);
 194         up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 195 }
 196
 197 static const struct mmu_notifier_ops ib_umem_notifiers = {
 198         .release                    = ib_umem_notifier_release,
 199         .invalidate_range_start     = ib_umem_notifier_invalidate_range_start,
 200         .invalidate_range_end       = ib_umem_notifier_invalidate_range_end,
 201 };
 202
 203 static void add_umem_to_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 204 {
 205         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 206         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 207
 208         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 209         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 210                 rbt_ib_umem_insert(&umem_odp->interval_tree,
 211                                    &per_mm->umem_tree);
 212         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 213 }
 214
 215 static void remove_umem_from_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 216 {
 217         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 218         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 219
 220         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 221         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 222                 rbt_ib_umem_remove(&umem_odp->interval_tree,
 223                                    &per_mm->umem_tree);
 224         complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 225
 226         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 227 }
 228
 229 static struct ib_ucontext_per_mm *alloc_per_mm(struct ib_ucontext *ctx,
 230                                                struct mm_struct *mm)
 231 {
 232         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm;
 233         int ret;
 234
 235         per_mm = kzalloc(sizeof(*per_mm), GFP_KERNEL);
 236         if (!per_mm)
 237                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 238
 239         per_mm->context = ctx;
 240         per_mm->mm = mm;
 241         per_mm->umem_tree = RB_ROOT_CACHED;
 242         init_rwsem(&per_mm->umem_rwsem);
 243         per_mm->active = ctx->invalidate_range;
 244
 245         rcu_read_lock();
 246         per_mm->tgid = get_task_pid(current->group_leader, PIDTYPE_PID);
 247         rcu_read_unlock();
 248
 249         WARN_ON(mm != current->mm);
 250
 251         per_mm->mn.ops = &ib_umem_notifiers;
 252         ret = mmu_notifier_register(&per_mm->mn, per_mm->mm);
 253         if (ret) {
 254                 dev_err(&ctx->device->dev,
 255                         "Failed to register mmu_notifier %d\n", ret);
 256                 goto out_pid;
 257         }
 258
 259         list_add(&per_mm->ucontext_list, &ctx->per_mm_list);
 260         return per_mm;
 261
 262 out_pid:
 263         put_pid(per_mm->tgid);
 264         kfree(per_mm);
 265         return ERR_PTR(ret);
 266 }
 267
 268 static int get_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 269 {
 270         struct ib_ucontext *ctx = umem_odp->umem.context;
 271         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm;
 272
 273         /*
 274          * Generally speaking we expect only one or two per_mm in this list,
 275          * so no reason to optimize this search today.
 276          */
 277         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 278         list_for_each_entry(per_mm, &ctx->per_mm_list, ucontext_list) {
 279                 if (per_mm->mm == umem_odp->umem.owning_mm)
 280                         goto found;
 281         }
 282
 283         per_mm = alloc_per_mm(ctx, umem_odp->umem.owning_mm);
 284         if (IS_ERR(per_mm)) {
 285                 mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 286                 return PTR_ERR(per_mm);
 287         }
 288
 289 found:
 290         umem_odp->per_mm = per_mm;
 291         per_mm->odp_mrs_count++;
 292         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 293
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 static void free_per_mm(struct rcu_head *rcu)
 298 {
 299         kfree(container_of(rcu, struct ib_ucontext_per_mm, rcu));
 300 }
 301
 302 void put_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 303 {
 304         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 305         struct ib_ucontext *ctx = umem_odp->umem.context;
 306         bool need_free;
 307
 308         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 309         umem_odp->per_mm = NULL;
 310         per_mm->odp_mrs_count--;
 311         need_free = per_mm->odp_mrs_count == 0;
 312         if (need_free)
 313                 list_del(&per_mm->ucontext_list);
 314         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 315
 316         if (!need_free)
 317                 return;
 318
 319         /*
 320          * NOTE! mmu_notifier_unregister() can happen between a start/end
 321          * callback, resulting in an start/end, and thus an unbalanced
 322          * lock. This doesn't really matter to us since we are about to kfree
 323          * the memory that holds the lock, however LOCKDEP doesn't like this.
 324          */
 325         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 326         per_mm->active = false;
 327         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 328
 329         WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&per_mm->umem_tree.rb_root));
 330         mmu_notifier_unregister_no_release(&per_mm->mn, per_mm->mm);
 331         put_pid(per_mm->tgid);
 332         mmu_notifier_call_srcu(&per_mm->rcu, free_per_mm);
 333 }
 334
 335 struct ib_umem_odp *ib_alloc_odp_umem(struct ib_ucontext_per_mm *per_mm,
 336                                       unsigned long addr, size_t size)
 337 {
 338         struct ib_ucontext *ctx = per_mm->context;
 339         struct ib_umem_odp *odp_data;
 340         struct ib_umem *umem;
 341         int pages = size >> PAGE_SHIFT;
 342         int ret;
 343
 344         odp_data = kzalloc(sizeof(*odp_data), GFP_KERNEL);
 345         if (!odp_data)
 346                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 347         umem = &odp_data->umem;
 348         umem->context    = ctx;
 349         umem->length     = size;
 350         umem->address    = addr;
 351         umem->page_shift = PAGE_SHIFT;
 352         umem->writable   = 1;
 353         umem->is_odp = 1;
 354         odp_data->per_mm = per_mm;
 355
 356         mutex_init(&odp_data->umem_mutex);
 357         init_completion(&odp_data->notifier_completion);
 358
 359         odp_data->page_list =
 360                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->page_list)));
 361         if (!odp_data->page_list) {
 362                 ret = -ENOMEM;
 363                 goto out_odp_data;
 364         }
 365
 366         odp_data->dma_list =
 367                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->dma_list)));
 368         if (!odp_data->dma_list) {
 369                 ret = -ENOMEM;
 370                 goto out_page_list;
 371         }
 372
 373         /*
 374          * Caller must ensure that the umem_odp that the per_mm came from
 375          * cannot be freed during the call to ib_alloc_odp_umem.
 376          */
 377         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 378         per_mm->odp_mrs_count++;
 379         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 380         add_umem_to_per_mm(odp_data);
 381
 382         return odp_data;
 383
 384 out_page_list:
 385         vfree(odp_data->page_list);
 386 out_odp_data:
 387         kfree(odp_data);
 388         return ERR_PTR(ret);
 389 }
 390 EXPORT_SYMBOL(ib_alloc_odp_umem);
 391
 392 int ib_umem_odp_get(struct ib_umem_odp *umem_odp, int access)
 393 {
 394         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 395         /*
 396          * NOTE: This must called in a process context where umem->owning_mm
 397          * == current->mm
 398          */
 399         struct mm_struct *mm = umem->owning_mm;
 400         int ret_val;
 401
 402         if (access & IB_ACCESS_HUGETLB) {
 403                 struct vm_area_struct *vma;
 404                 struct hstate *h;
 405
 406                 down_read(&mm->mmap_sem);
 407                 vma = find_vma(mm, ib_umem_start(umem));
 408                 if (!vma || !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 409                         up_read(&mm->mmap_sem);
 410                         return -EINVAL;
 411                 }
 412                 h = hstate_vma(vma);
 413                 umem->page_shift = huge_page_shift(h);
 414                 up_read(&mm->mmap_sem);
 415                 umem->hugetlb = 1;
 416         } else {
 417                 umem->hugetlb = 0;
 418         }
 419
 420         mutex_init(&umem_odp->umem_mutex);
 421
 422         init_completion(&umem_odp->notifier_completion);
 423
 424         if (ib_umem_num_pages(umem)) {
 425                 umem_odp->page_list =
 426                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem_odp->page_list),
 427                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 428                 if (!umem_odp->page_list)
 429                         return -ENOMEM;
 430
 431                 umem_odp->dma_list =
 432                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem_odp->dma_list),
 433                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 434                 if (!umem_odp->dma_list) {
 435                         ret_val = -ENOMEM;
 436                         goto out_page_list;
 437                 }
 438         }
 439
 440         ret_val = get_per_mm(umem_odp);
 441         if (ret_val)
 442                 goto out_dma_list;
 443         add_umem_to_per_mm(umem_odp);
 444
 445         return 0;
 446
 447 out_dma_list:
 448         vfree(umem_odp->dma_list);
 449 out_page_list:
 450         vfree(umem_odp->page_list);
 451         return ret_val;
 452 }
 453
 454 void ib_umem_odp_release(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 455 {
 456         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 457
 458         /*
 459          * Ensure that no more pages are mapped in the umem.
 460          *
 461          * It is the driver's responsibility to ensure, before calling us,
 462          * that the hardware will not attempt to access the MR any more.
 463          */
 464         ib_umem_odp_unmap_dma_pages(umem_odp, ib_umem_start(umem),
 465                                     ib_umem_end(umem));
 466
 467         remove_umem_from_per_mm(umem_odp);
 468         put_per_mm(umem_odp);
 469         vfree(umem_odp->dma_list);
 470         vfree(umem_odp->page_list);
 471 }
 472
 473 /*
 474  * Map for DMA and insert a single page into the on-demand paging page tables.
 475  *
 476  * @umem: the umem to insert the page to.
 477  * @page_index: index in the umem to add the page to.
 478  * @page: the page struct to map and add.
 479  * @access_mask: access permissions needed for this page.
 480  * @current_seq: sequence number for synchronization with invalidations.
 481  *               the sequence number is taken from
 482  *               umem_odp->notifiers_seq.
 483  *
 484  * The function returns -EFAULT if the DMA mapping operation fails. It returns
 485  * -EAGAIN if a concurrent invalidation prevents us from updating the page.
 486  *
 487  * The page is released via put_page even if the operation failed. For
 488  * on-demand pinning, the page is released whenever it isn't stored in the
 489  * umem.
 490  */
 491 static int ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 492                 struct ib_umem_odp *umem_odp,
 493                 int page_index,
 494                 struct page *page,
 495                 u64 access_mask,
 496                 unsigned long current_seq)
 497 {
 498         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 499         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 500         dma_addr_t dma_addr;
 501         int stored_page = 0;
 502         int remove_existing_mapping = 0;
 503         int ret = 0;
 504
 505         /*
 506          * Note: we avoid writing if seq is different from the initial seq, to
 507          * handle case of a racing notifier. This check also allows us to bail
 508          * early if we have a notifier running in parallel with us.
 509          */
 510         if (ib_umem_mmu_notifier_retry(umem_odp, current_seq)) {
 511                 ret = -EAGAIN;
 512                 goto out;
 513         }
 514         if (!(umem_odp->dma_list[page_index])) {
 515                 dma_addr = ib_dma_map_page(dev,
 516                                            page,
 517                                            0, BIT(umem->page_shift),
 518                                            DMA_BIDIRECTIONAL);
 519                 if (ib_dma_mapping_error(dev, dma_addr)) {
 520                         ret = -EFAULT;
 521                         goto out;
 522                 }
 523                 umem_odp->dma_list[page_index] = dma_addr | access_mask;
 524                 umem_odp->page_list[page_index] = page;
 525                 umem->npages++;
 526                 stored_page = 1;
 527         } else if (umem_odp->page_list[page_index] == page) {
 528                 umem_odp->dma_list[page_index] |= access_mask;
 529         } else {
 530                 pr_err("error: got different pages in IB device and from get_user_pages. IB device page: %p, gup page: %p\n",
 531                        umem_odp->page_list[page_index], page);
 532                 /* Better remove the mapping now, to prevent any further
 533                  * damage. */
 534                 remove_existing_mapping = 1;
 535         }
 536
 537 out:
 538         /* On Demand Paging - avoid pinning the page */
 539         if (umem->context->invalidate_range || !stored_page)
 540                 put_page(page);
 541
 542         if (remove_existing_mapping && umem->context->invalidate_range) {
 543                 ib_umem_notifier_start_account(umem_odp);
 544                 umem->context->invalidate_range(
 545                         umem_odp,
 546                         ib_umem_start(umem) + (page_index << umem->page_shift),
 547                         ib_umem_start(umem) +
 548                                 ((page_index + 1) << umem->page_shift));
 549                 ib_umem_notifier_end_account(umem_odp);
 550                 ret = -EAGAIN;
 551         }
 552
 553         return ret;
 554 }
 555
 556 /**
 557  * ib_umem_odp_map_dma_pages - Pin and DMA map userspace memory in an ODP MR.
 558  *
 559  * Pins the range of pages passed in the argument, and maps them to
 560  * DMA addresses. The DMA addresses of the mapped pages is updated in
 561  * umem_odp->dma_list.
 562  *
 563  * Returns the number of pages mapped in success, negative error code
 564  * for failure.
 565  * An -EAGAIN error code is returned when a concurrent mmu notifier prevents
 566  * the function from completing its task.
 567  * An -ENOENT error code indicates that userspace process is being terminated
 568  * and mm was already destroyed.
 569  * @umem_odp: the umem to map and pin
 570  * @user_virt: the address from which we need to map.
 571  * @bcnt: the minimal number of bytes to pin and map. The mapping might be
 572  *        bigger due to alignment, and may also be smaller in case of an error
 573  *        pinning or mapping a page. The actual pages mapped is returned in
 574  *        the return value.
 575  * @access_mask: bit mask of the requested access permissions for the given
 576  *               range.
 577  * @current_seq: the MMU notifiers sequance value for synchronization with
 578  *               invalidations. the sequance number is read from
 579  *               umem_odp->notifiers_seq before calling this function
 580  */
 581 int ib_umem_odp_map_dma_pages(struct ib_umem_odp *umem_odp, u64 user_virt,
 582                               u64 bcnt, u64 access_mask,
 583                               unsigned long current_seq)
 584 {
 585         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 586         struct task_struct *owning_process  = NULL;
 587         struct mm_struct *owning_mm = umem_odp->umem.owning_mm;
 588         struct page       **local_page_list = NULL;
 589         u64 page_mask, off;
 590         int j, k, ret = 0, start_idx, npages = 0, page_shift;
 591         unsigned int flags = 0;
 592         phys_addr_t p = 0;
 593
 594         if (access_mask == 0)
 595                 return -EINVAL;
 596
 597         if (user_virt < ib_umem_start(umem) ||
 598             user_virt + bcnt > ib_umem_end(umem))
 599                 return -EFAULT;
 600
 601         local_page_list = (struct page **)__get_free_page(GFP_KERNEL);
 602         if (!local_page_list)
 603                 return -ENOMEM;
 604
 605         page_shift = umem->page_shift;
 606         page_mask = ~(BIT(page_shift) - 1);
 607         off = user_virt & (~page_mask);
 608         user_virt = user_virt & page_mask;
 609         bcnt += off; /* Charge for the first page offset as well. */
 610
 611         /*
 612          * owning_process is allowed to be NULL, this means somehow the mm is
 613          * existing beyond the lifetime of the originating process.. Presumably
 614          * mmget_not_zero will fail in this case.
 615          */
 616         owning_process = get_pid_task(umem_odp->per_mm->tgid, PIDTYPE_PID);
 617         if (WARN_ON(!mmget_not_zero(umem_odp->umem.owning_mm))) {
 618                 ret = -EINVAL;
 619                 goto out_put_task;
 620         }
 621
 622         if (access_mask & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT)
 623                 flags |= FOLL_WRITE;
 624
 625         start_idx = (user_virt - ib_umem_start(umem)) >> page_shift;
 626         k = start_idx;
 627
 628         while (bcnt > 0) {
 629                 const size_t gup_num_pages = min_t(size_t,
 630                                 (bcnt + BIT(page_shift) - 1) >> page_shift,
 631                                 PAGE_SIZE / sizeof(struct page *));
 632
 633                 down_read(&owning_mm->mmap_sem);
 634                 /*
 635                  * Note: this might result in redundent page getting. We can
 636                  * avoid this by checking dma_list to be 0 before calling
 637                  * get_user_pages. However, this make the code much more
 638                  * complex (and doesn't gain us much performance in most use
 639                  * cases).
 640                  */
 641                 npages = get_user_pages_remote(owning_process, owning_mm,
 642                                 user_virt, gup_num_pages,
 643                                 flags, local_page_list, NULL, NULL);
 644                 up_read(&owning_mm->mmap_sem);
 645
 646                 if (npages < 0) {
 647                         if (npages != -EAGAIN)
 648                                 pr_warn("fail to get %zu user pages with error %d\n", gup_num_pages, npages);
 649                         else
 650                                 pr_debug("fail to get %zu user pages with error %d\n", gup_num_pages, npages);
 651                         break;
 652                 }
 653
 654                 bcnt -= min_t(size_t, npages << PAGE_SHIFT, bcnt);
 655                 mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
 656                 for (j = 0; j < npages; j++, user_virt += PAGE_SIZE) {
 657                         if (user_virt & ~page_mask) {
 658                                 p += PAGE_SIZE;
 659                                 if (page_to_phys(local_page_list[j]) != p) {
 660                                         ret = -EFAULT;
 661                                         break;
 662                                 }
 663                                 put_page(local_page_list[j]);
 664                                 continue;
 665                         }
 666
 667                         ret = ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 668                                         umem_odp, k, local_page_list[j],
 669                                         access_mask, current_seq);
 670                         if (ret < 0) {
 671                                 if (ret != -EAGAIN)
 672                                         pr_warn("ib_umem_odp_map_dma_single_page failed with error %d\n", ret);
 673                                 else
 674                                         pr_debug("ib_umem_odp_map_dma_single_page failed with error %d\n", ret);
 675                                 break;
 676                         }
 677
 678                         p = page_to_phys(local_page_list[j]);
 679                         k++;
 680                 }
 681                 mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 682
 683                 if (ret < 0) {
 684                         /* Release left over pages when handling errors. */
 685                         for (++j; j < npages; ++j)
 686                                 put_page(local_page_list[j]);
 687                         break;
 688                 }
 689         }
 690
 691         if (ret >= 0) {
 692                 if (npages < 0 && k == start_idx)
 693                         ret = npages;
 694                 else
 695                         ret = k - start_idx;
 696         }
 697
 698         mmput(owning_mm);
 699 out_put_task:
 700         if (owning_process)
 701                 put_task_struct(owning_process);
 702         free_page((unsigned long)local_page_list);
 703         return ret;
 704 }
 705 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_map_dma_pages);
 706
 707 void ib_umem_odp_unmap_dma_pages(struct ib_umem_odp *umem_odp, u64 virt,
 708                                  u64 bound)
 709 {
 710         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 711         int idx;
 712         u64 addr;
 713         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 714
 715         virt  = max_t(u64, virt,  ib_umem_start(umem));
 716         bound = min_t(u64, bound, ib_umem_end(umem));
 717         /* Note that during the run of this function, the
 718          * notifiers_count of the MR is > 0, preventing any racing
 719          * faults from completion. We might be racing with other
 720          * invalidations, so we must make sure we free each page only
 721          * once. */
 722         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
 723         for (addr = virt; addr < bound; addr += BIT(umem->page_shift)) {
 724                 idx = (addr - ib_umem_start(umem)) >> umem->page_shift;
 725                 if (umem_odp->page_list[idx]) {
 726                         struct page *page = umem_odp->page_list[idx];
 727                         dma_addr_t dma = umem_odp->dma_list[idx];
 728                         dma_addr_t dma_addr = dma & ODP_DMA_ADDR_MASK;
 729
 730                         WARN_ON(!dma_addr);
 731
 732                         ib_dma_unmap_page(dev, dma_addr, PAGE_SIZE,
 733                                           DMA_BIDIRECTIONAL);
 734                         if (dma & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT) {
 735                                 struct page *head_page = compound_head(page);
 736                                 /*
 737                                  * set_page_dirty prefers being called with
 738                                  * the page lock. However, MMU notifiers are
 739                                  * called sometimes with and sometimes without
 740                                  * the lock. We rely on the umem_mutex instead
 741                                  * to prevent other mmu notifiers from
 742                                  * continuing and allowing the page mapping to
 743                                  * be removed.
 744                                  */
 745                                 set_page_dirty(head_page);
 746                         }
 747                         /* on demand pinning support */
 748                         if (!umem->context->invalidate_range)
 749                                 put_page(page);
 750                         umem_odp->page_list[idx] = NULL;
 751                         umem_odp->dma_list[idx] = 0;
 752                         umem->npages--;
 753                 }
 754         }
 755         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 756 }
 757 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_unmap_dma_pages);
 758
 759 /* @last is not a part of the interval. See comment for function
 760  * node_last.
 761  */
 762 int rbt_ib_umem_for_each_in_range(struct rb_root_cached *root,
 763                                   u64 start, u64 last,
 764                                   umem_call_back cb,
 765                                   bool blockable,
 766                                   void *cookie)
 767 {
 768         int ret_val = 0;
 769         struct umem_odp_node *node, *next;
 770         struct ib_umem_odp *umem;
 771
 772         if (unlikely(start == last))
 773                 return ret_val;
 774
 775         for (node = rbt_ib_umem_iter_first(root, start, last - 1);
 776                         node; node = next) {
 777                 /* TODO move the blockable decision up to the callback */
 778                 if (!blockable)
 779                         return -EAGAIN;
 780                 next = rbt_ib_umem_iter_next(node, start, last - 1);
 781                 umem = container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 782                 ret_val = cb(umem, start, last, cookie) || ret_val;
 783         }
 784
 785         return ret_val;
 786 }
 787 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_for_each_in_range);
 788
 789 struct ib_umem_odp *rbt_ib_umem_lookup(struct rb_root_cached *root,
 790                                        u64 addr, u64 length)
 791 {
 792         struct umem_odp_node *node;
 793
 794         node = rbt_ib_umem_iter_first(root, addr, addr + length - 1);
 795         if (node)
 796                 return container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 797         return NULL;
 798
 799 }
 800 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_lookup);