mm/gup.c

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