xref: /linux/mm/hmm.c (revision 14331726a3c47bb1649dab155a84610f509d414e)
1c942fddfSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2133ff0eaSJérôme Glisse /*
3133ff0eaSJérôme Glisse  * Copyright 2013 Red Hat Inc.
4133ff0eaSJérôme Glisse  *
5f813f219SJérôme Glisse  * Authors: Jérôme Glisse <jglisse@redhat.com>
6133ff0eaSJérôme Glisse  */
7133ff0eaSJérôme Glisse /*
8133ff0eaSJérôme Glisse  * Refer to include/linux/hmm.h for information about heterogeneous memory
9133ff0eaSJérôme Glisse  * management or HMM for short.
10133ff0eaSJérôme Glisse  */
11133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/mm.h>
12133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/hmm.h>
13858b54daSJérôme Glisse #include <linux/init.h>
14da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/rmap.h>
15da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swap.h>
16133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/slab.h>
17133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/sched.h>
184ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/mmzone.h>
194ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/pagemap.h>
20da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swapops.h>
21da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/hugetlb.h>
224ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memremap.h>
23c8a53b2dSJason Gunthorpe #include <linux/sched/mm.h>
247b2d55d2SJérôme Glisse #include <linux/jump_label.h>
2555c0ece8SJérôme Glisse #include <linux/dma-mapping.h>
26c0b12405SJérôme Glisse #include <linux/mmu_notifier.h>
274ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memory_hotplug.h>
284ef589dcSJérôme Glisse 
294ef589dcSJérôme Glisse #define PA_SECTION_SIZE (1UL << PA_SECTION_SHIFT)
30133ff0eaSJérôme Glisse 
316b368cd4SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR)
32c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
33c0b12405SJérôme Glisse 
34704f3f2cSJérôme Glisse /**
35704f3f2cSJérôme Glisse  * hmm_get_or_create - register HMM against an mm (HMM internal)
36704f3f2cSJérôme Glisse  *
37704f3f2cSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
38704f3f2cSJérôme Glisse  * Returns: returns an HMM object, either by referencing the existing
39704f3f2cSJérôme Glisse  *          (per-process) object, or by creating a new one.
40704f3f2cSJérôme Glisse  *
41704f3f2cSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. If mm already
42704f3f2cSJérôme Glisse  * has an HMM struct then it get a reference on it and returns it. Otherwise
43704f3f2cSJérôme Glisse  * it allocates an HMM struct, initializes it, associate it with the mm and
44704f3f2cSJérôme Glisse  * returns it.
45704f3f2cSJérôme Glisse  */
46704f3f2cSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_get_or_create(struct mm_struct *mm)
47704f3f2cSJérôme Glisse {
488a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm;
49133ff0eaSJérôme Glisse 
508a9320b7SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held_exclusive(&mm->mmap_sem);
518a9320b7SJason Gunthorpe 
528a9320b7SJason Gunthorpe 	/* Abuse the page_table_lock to also protect mm->hmm. */
538a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
548a9320b7SJason Gunthorpe 	hmm = mm->hmm;
558a9320b7SJason Gunthorpe 	if (mm->hmm && kref_get_unless_zero(&mm->hmm->kref))
568a9320b7SJason Gunthorpe 		goto out_unlock;
578a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
58c0b12405SJérôme Glisse 
59c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
60c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
61c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
62a3e0d41cSJérôme Glisse 	init_waitqueue_head(&hmm->wq);
63c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
64c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
65c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
66da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
67a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_init(&hmm->lock);
68704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_init(&hmm->kref);
69a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers = 0;
70c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
71c0b12405SJérôme Glisse 
7286a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
738a9320b7SJason Gunthorpe 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm)) {
7486a2d598SRalph Campbell 		kfree(hmm);
7586a2d598SRalph Campbell 		return NULL;
76133ff0eaSJérôme Glisse 	}
77133ff0eaSJérôme Glisse 
788a9320b7SJason Gunthorpe 	mmgrab(hmm->mm);
798a9320b7SJason Gunthorpe 
808a9320b7SJason Gunthorpe 	/*
818a9320b7SJason Gunthorpe 	 * We hold the exclusive mmap_sem here so we know that mm->hmm is
828a9320b7SJason Gunthorpe 	 * still NULL or 0 kref, and is safe to update.
838a9320b7SJason Gunthorpe 	 */
848a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
858a9320b7SJason Gunthorpe 	mm->hmm = hmm;
868a9320b7SJason Gunthorpe 
878a9320b7SJason Gunthorpe out_unlock:
888a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
898a9320b7SJason Gunthorpe 	return hmm;
908a9320b7SJason Gunthorpe }
918a9320b7SJason Gunthorpe 
926d7c3cdeSJason Gunthorpe static void hmm_free_rcu(struct rcu_head *rcu)
936d7c3cdeSJason Gunthorpe {
948a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(rcu, struct hmm, rcu);
958a9320b7SJason Gunthorpe 
968a9320b7SJason Gunthorpe 	mmdrop(hmm->mm);
978a9320b7SJason Gunthorpe 	kfree(hmm);
986d7c3cdeSJason Gunthorpe }
996d7c3cdeSJason Gunthorpe 
100704f3f2cSJérôme Glisse static void hmm_free(struct kref *kref)
101704f3f2cSJérôme Glisse {
102704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = container_of(kref, struct hmm, kref);
103704f3f2cSJérôme Glisse 
1048a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&hmm->mm->page_table_lock);
1058a9320b7SJason Gunthorpe 	if (hmm->mm->hmm == hmm)
1068a9320b7SJason Gunthorpe 		hmm->mm->hmm = NULL;
1078a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&hmm->mm->page_table_lock);
108704f3f2cSJérôme Glisse 
1098a9320b7SJason Gunthorpe 	mmu_notifier_unregister_no_release(&hmm->mmu_notifier, hmm->mm);
1106d7c3cdeSJason Gunthorpe 	mmu_notifier_call_srcu(&hmm->rcu, hmm_free_rcu);
111704f3f2cSJérôme Glisse }
112704f3f2cSJérôme Glisse 
113704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
114704f3f2cSJérôme Glisse {
115704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
116704f3f2cSJérôme Glisse }
117704f3f2cSJérôme Glisse 
118a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
119c0b12405SJérôme Glisse {
1206d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
121c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
122da4c3c73SJérôme Glisse 
1236d7c3cdeSJason Gunthorpe 	/* Bail out if hmm is in the process of being freed */
1246d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1256d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
1266d7c3cdeSJason Gunthorpe 
12747f24598SJason Gunthorpe 	/*
12847f24598SJason Gunthorpe 	 * Since hmm_range_register() holds the mmget() lock hmm_release() is
12947f24598SJason Gunthorpe 	 * prevented as long as a range exists.
13047f24598SJason Gunthorpe 	 */
13147f24598SJason Gunthorpe 	WARN_ON(!list_empty_careful(&hmm->ranges));
132e1401513SRalph Campbell 
133*14331726SJason Gunthorpe 	down_read(&hmm->mirrors_sem);
134*14331726SJason Gunthorpe 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
135e1401513SRalph Campbell 		/*
136*14331726SJason Gunthorpe 		 * Note: The driver is not allowed to trigger
137*14331726SJason Gunthorpe 		 * hmm_mirror_unregister() from this thread.
138e1401513SRalph Campbell 		 */
139*14331726SJason Gunthorpe 		if (mirror->ops->release)
140e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
141e1401513SRalph Campbell 	}
142*14331726SJason Gunthorpe 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
143704f3f2cSJérôme Glisse 
144704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
145e1401513SRalph Campbell }
146e1401513SRalph Campbell 
14793065ac7SMichal Hocko static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
148a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
149c0b12405SJérôme Glisse {
1506d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
151a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
152ec131b2dSJérôme Glisse 	struct hmm_update update;
153a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
154a3e0d41cSJérôme Glisse 	int ret = 0;
155c0b12405SJérôme Glisse 
1566d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1576d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
158c0b12405SJérôme Glisse 
159a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.start = nrange->start;
160a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.end = nrange->end;
161ec131b2dSJérôme Glisse 	update.event = HMM_UPDATE_INVALIDATE;
162dfcd6660SJérôme Glisse 	update.blockable = mmu_notifier_range_blockable(nrange);
163a3e0d41cSJérôme Glisse 
164dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
165a3e0d41cSJérôme Glisse 		mutex_lock(&hmm->lock);
166a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!mutex_trylock(&hmm->lock)) {
167a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
168a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
169a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
170a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
171a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
172a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (update.end < range->start || update.start >= range->end)
173a3e0d41cSJérôme Glisse 			continue;
174a3e0d41cSJérôme Glisse 
175a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = false;
176a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
177a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
178a3e0d41cSJérôme Glisse 
179dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
180a3e0d41cSJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
181a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
182a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
183a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
184a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
185a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
186a3e0d41cSJérôme Glisse 		int ret;
187a3e0d41cSJérôme Glisse 
188a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, &update);
189085ea250SRalph Campbell 		if (!update.blockable && ret == -EAGAIN)
190085ea250SRalph Campbell 			break;
191a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
192a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
193a3e0d41cSJérôme Glisse 
194a3e0d41cSJérôme Glisse out:
195704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
196704f3f2cSJérôme Glisse 	return ret;
197c0b12405SJérôme Glisse }
198c0b12405SJérôme Glisse 
199c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
200a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
201c0b12405SJérôme Glisse {
2026d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
203c0b12405SJérôme Glisse 
2046d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
2056d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
206c0b12405SJérôme Glisse 
207a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
208a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
209a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
210a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
211a3e0d41cSJérôme Glisse 
212a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
213a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
214a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
215a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
216a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
217a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
218a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
219a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
220a3e0d41cSJérôme Glisse 
221704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
222c0b12405SJérôme Glisse }
223c0b12405SJérôme Glisse 
224c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
225e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
226c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
227c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
228c0b12405SJérôme Glisse };
229c0b12405SJérôme Glisse 
230c0b12405SJérôme Glisse /*
231c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
232c0b12405SJérôme Glisse  *
233c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
234c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
235085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
236c0b12405SJérôme Glisse  *
237c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
238c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
239c0b12405SJérôme Glisse  */
240c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
241c0b12405SJérôme Glisse {
2428a1a0cd0SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held_exclusive(&mm->mmap_sem);
2438a1a0cd0SJason Gunthorpe 
244c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
245c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
246c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
247c0b12405SJérôme Glisse 
248704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
249c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
250c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
251c0b12405SJérôme Glisse 
252c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
253c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
254c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
255c0b12405SJérôme Glisse 
256c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
257c0b12405SJérôme Glisse }
258c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
259c0b12405SJérôme Glisse 
260c0b12405SJérôme Glisse /*
261c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
262c0b12405SJérôme Glisse  *
263085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
264c0b12405SJérôme Glisse  *
265c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
266c0b12405SJérôme Glisse  */
267c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
268c0b12405SJérôme Glisse {
269187229c2SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
270c01cbba2SJérôme Glisse 
271c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
272*14331726SJason Gunthorpe 	list_del(&mirror->list);
273c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
274704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
275c0b12405SJérôme Glisse }
276c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
277da4c3c73SJérôme Glisse 
27874eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
27974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
280992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
28174eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
28274eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
28374eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
28474eee180SJérôme Glisse };
28574eee180SJérôme Glisse 
2862aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
2872aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
28874eee180SJérôme Glisse {
2899b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
29074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
291f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
29274eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
29350a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
29474eee180SJérôme Glisse 
29574eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
2962aee09d8SJérôme Glisse 	flags |= write_fault ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
29750a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
29850a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_RETRY)
29973231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
30050a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
301f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
30274eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
30374eee180SJérôme Glisse 	}
30474eee180SJérôme Glisse 
30573231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
30674eee180SJérôme Glisse }
30774eee180SJérôme Glisse 
308da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
309da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
310da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
311da4c3c73SJérôme Glisse {
312c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
313c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
314ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
315da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
316da4c3c73SJérôme Glisse 
317da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
318da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
319f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
320da4c3c73SJérôme Glisse 
321da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
322da4c3c73SJérôme Glisse }
323da4c3c73SJérôme Glisse 
3245504ed29SJérôme Glisse /*
3255504ed29SJérôme Glisse  * hmm_vma_walk_hole() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
3265504ed29SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
3275504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3282aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3292aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3305504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
331085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3325504ed29SJérôme Glisse  *
3335504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3345504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3355504ed29SJérôme Glisse  */
3362aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3372aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
338da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
339da4c3c73SJérôme Glisse {
34074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
34174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
342ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
34363d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long i, page_size;
344da4c3c73SJérôme Glisse 
34574eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
34663d5066fSJérôme Glisse 	page_size = hmm_range_page_size(range);
34763d5066fSJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> range->page_shift;
34863d5066fSJérôme Glisse 
34963d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += page_size, i++) {
350f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
3512aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
35274eee180SJérôme Glisse 			int ret;
353da4c3c73SJérôme Glisse 
3542aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
3552aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
35673231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
35774eee180SJérôme Glisse 				return ret;
35874eee180SJérôme Glisse 		}
35974eee180SJérôme Glisse 	}
36074eee180SJérôme Glisse 
36173231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
3622aee09d8SJérôme Glisse }
3632aee09d8SJérôme Glisse 
3642aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
3652aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
3662aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
3672aee09d8SJérôme Glisse {
368f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
369f88a1e90SJérôme Glisse 
3702aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault)
3712aee09d8SJérôme Glisse 		return;
3722aee09d8SJérôme Glisse 
373023a019aSJérôme Glisse 	/*
374023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
375023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
376023a019aSJérôme Glisse 	 * be use in 2 fashions. The first one where the HMM user coalesce
377023a019aSJérôme Glisse 	 * multiple page fault into one request and set flags per pfns for
378023a019aSJérôme Glisse 	 * of those faults. The second one where the HMM user want to pre-
379023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
380023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
381023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
382023a019aSJérôme Glisse 	 */
383023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
384023a019aSJérôme Glisse 
3852aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
386f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
3872aee09d8SJérôme Glisse 		return;
388f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If this is device memory than only fault if explicitly requested */
389f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
390f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
391f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
392f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
393f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
394f88a1e90SJérôme Glisse 		}
3952aee09d8SJérôme Glisse 		return;
3962aee09d8SJérôme Glisse 	}
397f88a1e90SJérôme Glisse 
398f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
399f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
400f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
401f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
402f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
403f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4042aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4052aee09d8SJérôme Glisse 	}
4062aee09d8SJérôme Glisse }
4072aee09d8SJérôme Glisse 
4082aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4092aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4102aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4112aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4122aee09d8SJérôme Glisse {
4132aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4142aee09d8SJérôme Glisse 
4152aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault) {
4162aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4172aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4182aee09d8SJérôme Glisse 	}
4192aee09d8SJérôme Glisse 
420a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4212aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4222aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4232aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
424a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4252aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4262aee09d8SJérôme Glisse 	}
4272aee09d8SJérôme Glisse }
4282aee09d8SJérôme Glisse 
4292aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4302aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4312aee09d8SJérôme Glisse {
4322aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4332aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4342aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4352aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4362aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4372aee09d8SJérôme Glisse 
4382aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4392aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4402aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4412aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4422aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4432aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4442aee09d8SJérôme Glisse }
4452aee09d8SJérôme Glisse 
446f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4472aee09d8SJérôme Glisse {
4482aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4492aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
450f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
451f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
452f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
453da4c3c73SJérôme Glisse }
454da4c3c73SJérôme Glisse 
455992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
456992de9a8SJérôme Glisse {
457992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
458992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
459992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
460992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
461992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
462992de9a8SJérôme Glisse }
463992de9a8SJérôme Glisse 
46453f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
46553f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
46653f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
46753f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
46853f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
46953f5c3f4SJérôme Glisse {
470992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
47153f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
472f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4732aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
4742aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
475f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
47653f5c3f4SJérôme Glisse 
4772aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
478f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
4792aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
4802aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
48153f5c3f4SJérôme Glisse 
4822aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
4832aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
48453f5c3f4SJérôme Glisse 
48553f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
486992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
487992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
488992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
489992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
490992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
491992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
492992de9a8SJérôme Glisse 		}
493391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
494992de9a8SJérôme Glisse 	}
495992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
496992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
497992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
498992de9a8SJérôme Glisse 	}
49953f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
50053f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
501992de9a8SJérôme Glisse #else
502992de9a8SJérôme Glisse 	/* If THP is not enabled then we should never reach that code ! */
503992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
504992de9a8SJérôme Glisse #endif
50553f5c3f4SJérôme Glisse }
50653f5c3f4SJérôme Glisse 
507f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5082aee09d8SJérôme Glisse {
509789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5102aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
511f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
512f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
513f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5142aee09d8SJérôme Glisse }
5152aee09d8SJérôme Glisse 
51653f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
51753f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
51853f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
51953f5c3f4SJérôme Glisse {
52053f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
521f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
52253f5c3f4SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5232aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5242aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
52553f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
526f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
52753f5c3f4SJérôme Glisse 
528f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
52973231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
53053f5c3f4SJérôme Glisse 
53153f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
53273231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
53373231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5342aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
53553f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
53653f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
53753f5c3f4SJérôme Glisse 	}
53853f5c3f4SJérôme Glisse 
53953f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
54053f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
54153f5c3f4SJérôme Glisse 
54253f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5432aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
54453f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
54553f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
54653f5c3f4SJérôme Glisse 		}
54753f5c3f4SJérôme Glisse 
54853f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
54953f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
55053f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
55153f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
55253f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
553f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
554f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5552aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
556f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
557f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
558f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
559f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
560f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
561391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
562391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
563f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
56453f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
56553f5c3f4SJérôme Glisse 		}
56653f5c3f4SJérôme Glisse 
56753f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
5682aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
56953f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
57053f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
57153f5c3f4SJérôme Glisse 				migration_entry_wait(vma->vm_mm,
57253f5c3f4SJérôme Glisse 						     pmdp, addr);
57373231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
57453f5c3f4SJérôme Glisse 			}
57553f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
57653f5c3f4SJérôme Glisse 		}
57753f5c3f4SJérôme Glisse 
57853f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
579f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
58053f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
58173231612SJérôme Glisse 	} else {
58273231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
58373231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
58473231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
58553f5c3f4SJérôme Glisse 	}
58653f5c3f4SJérôme Glisse 
5872aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
58853f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
58953f5c3f4SJérôme Glisse 
590992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
591992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
592992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
593992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
594992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
595992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
596992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
597992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
598992de9a8SJérôme Glisse 	}
599992de9a8SJérôme Glisse 
600391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
60153f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
60253f5c3f4SJérôme Glisse 
60353f5c3f4SJérôme Glisse fault:
604992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
605992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
606992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
607992de9a8SJérôme Glisse 	}
60853f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
60953f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6102aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
61153f5c3f4SJérôme Glisse }
61253f5c3f4SJérôme Glisse 
613da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
614da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
615da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
616da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
617da4c3c73SJérôme Glisse {
61874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
61974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
620d08faca0SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
621ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
622da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
623da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
624da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
625da4c3c73SJérôme Glisse 
626d08faca0SJérôme Glisse 
627d08faca0SJérôme Glisse again:
628d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
629d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
630d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
631d08faca0SJérôme Glisse 
632d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
633d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
634d08faca0SJérôme Glisse 
635d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
636d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
637d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
638d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
639d08faca0SJérôme Glisse 
640d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
641d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
642d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
643d08faca0SJérôme Glisse 
644d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
645d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
646d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
647d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
648d08faca0SJérôme Glisse 			pmd_migration_entry_wait(vma->vm_mm, pmdp);
64973231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
650d08faca0SJérôme Glisse 		}
651d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
652d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
653d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
654d08faca0SJérôme Glisse 
655d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
656da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
657da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
658da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
659da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
660da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
661da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its a transparent
662da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
663da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
664da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
665da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
666da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
667da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
668da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
669da4c3c73SJérôme Glisse 
670d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
67153f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
672da4c3c73SJérôme Glisse 	}
673da4c3c73SJérôme Glisse 
674d08faca0SJérôme Glisse 	/*
675d08faca0SJérôme Glisse 	 * We have handled all the valid case above ie either none, migration,
676d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
677d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
678d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
679d08faca0SJérôme Glisse 	 */
680d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
681da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
682da4c3c73SJérôme Glisse 
683da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
684d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
685da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
68653f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
687da4c3c73SJérôme Glisse 
68853f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
68953f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
69053f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
69174eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
69253f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
69374eee180SJérôme Glisse 		}
694da4c3c73SJérôme Glisse 	}
695992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
696992de9a8SJérôme Glisse 		/*
697992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
698992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
699992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
700992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
701992de9a8SJérôme Glisse 		 */
702992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
703992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
704992de9a8SJérôme Glisse 	}
705da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
706da4c3c73SJérôme Glisse 
70753f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
708da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
709da4c3c73SJérôme Glisse }
710da4c3c73SJérôme Glisse 
711992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
712992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
713992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
714992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
715992de9a8SJérôme Glisse {
716992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
717992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
718992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
719992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
720992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
721992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
722992de9a8SJérôme Glisse 
723992de9a8SJérôme Glisse again:
724992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
725992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
726992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
727992de9a8SJérôme Glisse 
728992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
729992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
730992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
731992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
732992de9a8SJérôme Glisse 
733992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
734992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
735992de9a8SJérôme Glisse 
736992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
737992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
738992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
739992de9a8SJérôme Glisse 
740992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
741992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
742992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
743992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
744992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
745992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
746992de9a8SJérôme Glisse 
747992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
748992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
749992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
750992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
751992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
752992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
753391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
754391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
755992de9a8SJérôme Glisse 		}
756992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
757992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
758992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
759992de9a8SJérôme Glisse 		}
760992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
761992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
762992de9a8SJérôme Glisse 	}
763992de9a8SJérôme Glisse 
764992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
765992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
766992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
767992de9a8SJérôme Glisse 
768992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
769992de9a8SJérôme Glisse 	do {
770992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
771992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
772992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
773992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
774992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
775992de9a8SJérôme Glisse 
776992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
777992de9a8SJérôme Glisse }
778992de9a8SJérôme Glisse 
77963d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
78063d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
78163d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
78263d5066fSJérôme Glisse {
78363d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
78463d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask, size, pfn_inc;
78563d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
78663d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
78763d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
78863d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
78963d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
79063d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
79163d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
79263d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
79363d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
79463d5066fSJérôme Glisse 
79563d5066fSJérôme Glisse 	size = 1UL << huge_page_shift(h);
79663d5066fSJérôme Glisse 	mask = size - 1;
79763d5066fSJérôme Glisse 	if (range->page_shift != PAGE_SHIFT) {
79863d5066fSJérôme Glisse 		/* Make sure we are looking at full page. */
79963d5066fSJérôme Glisse 		if (start & mask)
80063d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
80163d5066fSJérôme Glisse 		if (end < (start + size))
80263d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
80363d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = size >> PAGE_SHIFT;
80463d5066fSJérôme Glisse 	} else {
80563d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = 1;
80663d5066fSJérôme Glisse 		size = PAGE_SIZE;
80763d5066fSJérôme Glisse 	}
80863d5066fSJérôme Glisse 
80963d5066fSJérôme Glisse 
81063d5066fSJérôme Glisse 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
81163d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
81263d5066fSJérôme Glisse 
81363d5066fSJérôme Glisse 	i = (start - range->start) >> range->page_shift;
81463d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
81563d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
81663d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
81763d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
81863d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
81963d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
82063d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
82163d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
82263d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
82363d5066fSJérôme Glisse 	}
82463d5066fSJérôme Glisse 
82563d5066fSJérôme Glisse 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> range->page_shift);
82663d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += size, i++, pfn += pfn_inc)
827391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
828391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
82963d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
83063d5066fSJérôme Glisse 
83163d5066fSJérôme Glisse unlock:
83263d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
83363d5066fSJérôme Glisse 
83463d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
83563d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
83663d5066fSJérôme Glisse 
83763d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
83863d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
83963d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
84063d5066fSJérôme Glisse #endif
84163d5066fSJérôme Glisse }
84263d5066fSJérôme Glisse 
843f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
844f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
84533cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
84633cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
84733cd47dcSJérôme Glisse {
84833cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
849f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
85033cd47dcSJérôme Glisse }
85133cd47dcSJérôme Glisse 
852da4c3c73SJérôme Glisse /*
853a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
854a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
855a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
856a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
857a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
85863d5066fSJérôme Glisse  * @page_shift: expect page shift for the range
859a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
860a3e0d41cSJérôme Glisse  *
861a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
862a3e0d41cSJérôme Glisse  */
863a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
864e36acfe6SJason Gunthorpe 		       struct hmm_mirror *mirror,
865a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
86663d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned long end,
86763d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned page_shift)
868a3e0d41cSJérôme Glisse {
86963d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long mask = ((1UL << page_shift) - 1UL);
870e36acfe6SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
87163d5066fSJérôme Glisse 
872a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
873a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
874a3e0d41cSJérôme Glisse 
87563d5066fSJérôme Glisse 	if ((start & mask) || (end & mask))
87663d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
87763d5066fSJérôme Glisse 	if (start >= end)
878a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
879a3e0d41cSJérôme Glisse 
88063d5066fSJérôme Glisse 	range->page_shift = page_shift;
881a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
882a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
883a3e0d41cSJérôme Glisse 
88447f24598SJason Gunthorpe 	/* Prevent hmm_release() from running while the range is valid */
88547f24598SJason Gunthorpe 	if (!mmget_not_zero(hmm->mm))
886a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
887a3e0d41cSJérôme Glisse 
888085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
889085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
890a3e0d41cSJérôme Glisse 
891085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
892e36acfe6SJason Gunthorpe 	kref_get(&hmm->kref);
893157816f3SJason Gunthorpe 	list_add(&range->list, &hmm->ranges);
894a3e0d41cSJérôme Glisse 
895a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
896a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
897a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
898a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
899085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
900a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
901085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
902a3e0d41cSJérôme Glisse 
903a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
904a3e0d41cSJérôme Glisse }
905a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
906a3e0d41cSJérôme Glisse 
907a3e0d41cSJérôme Glisse /*
908a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
909a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
910a3e0d41cSJérôme Glisse  *
911a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
912a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
913a3e0d41cSJérôme Glisse  */
914a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
915a3e0d41cSJérôme Glisse {
916085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
917085ea250SRalph Campbell 
918085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
91947f24598SJason Gunthorpe 	list_del_init(&range->list);
920085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
921a3e0d41cSJérôme Glisse 
922a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
92347f24598SJason Gunthorpe 	mmput(hmm->mm);
924085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
9252dcc3eb8SJason Gunthorpe 
9262dcc3eb8SJason Gunthorpe 	/*
9272dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * The range is now invalid and the ref on the hmm is dropped, so
9282dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * poison the pointer.  Leave other fields in place, for the caller's
9292dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * use.
9302dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 */
9312dcc3eb8SJason Gunthorpe 	range->valid = false;
9322dcc3eb8SJason Gunthorpe 	memset(&range->hmm, POISON_INUSE, sizeof(range->hmm));
933a3e0d41cSJérôme Glisse }
934a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
935a3e0d41cSJérôme Glisse 
936a3e0d41cSJérôme Glisse /*
93725f23a0cSJérôme Glisse  * hmm_range_snapshot() - snapshot CPU page table for a range
93825f23a0cSJérôme Glisse  * @range: range
939085ea250SRalph Campbell  * Return: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, -EPERM invalid
940a3e0d41cSJérôme Glisse  *          permission (for instance asking for write and range is read only),
941a3e0d41cSJérôme Glisse  *          -EAGAIN if you need to retry, -EFAULT invalid (ie either no valid
942a3e0d41cSJérôme Glisse  *          vma or it is illegal to access that range), number of valid pages
943a3e0d41cSJérôme Glisse  *          in range->pfns[] (from range start address).
944da4c3c73SJérôme Glisse  *
945da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
946a3e0d41cSJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See in include/linux/hmm.h for example
947a3e0d41cSJérôme Glisse  * on how to use.
948da4c3c73SJérôme Glisse  */
94925f23a0cSJérôme Glisse long hmm_range_snapshot(struct hmm_range *range)
950da4c3c73SJérôme Glisse {
95163d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
952a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
95374eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
954a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
955a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
956da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
957704f3f2cSJérôme Glisse 
95847f24598SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held(&hmm->mm->mmap_sem);
959a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
960a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
961a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid)
962a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
963a3e0d41cSJérôme Glisse 
964a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
96563d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
966a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
967a3e0d41cSJérôme Glisse 
96863d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
9691c2308f0SJason Gunthorpe 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
9701c2308f0SJason Gunthorpe 				    range->page_shift &&
97163d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
97263d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
97363d5066fSJérôme Glisse 		} else {
97463d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
97563d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
97663d5066fSJérôme Glisse 		}
97763d5066fSJérôme Glisse 
97886586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
97986586a41SJérôme Glisse 			/*
980a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
981a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
982a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
98386586a41SJérôme Glisse 			 */
984a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
985a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
98686586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
98786586a41SJérôme Glisse 		}
98886586a41SJérôme Glisse 
989a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
990992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
991a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
99274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = false;
99374eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
99474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
995a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
99674eee180SJérôme Glisse 
997da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
998da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
999da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
1000da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
1001da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1002992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
1003da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
1004da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
100563d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
1006da4c3c73SJérôme Glisse 
1007a3e0d41cSJérôme Glisse 		walk_page_range(start, end, &mm_walk);
1008a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1009a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1010a3e0d41cSJérôme Glisse 
101125f23a0cSJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1012da4c3c73SJérôme Glisse }
101325f23a0cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_snapshot);
1014da4c3c73SJérôme Glisse 
1015da4c3c73SJérôme Glisse /*
101673231612SJérôme Glisse  * hmm_range_fault() - try to fault some address in a virtual address range
101708232a45SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
101874eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1019085ea250SRalph Campbell  * Return: number of valid pages in range->pfns[] (from range start
102073231612SJérôme Glisse  *          address). This may be zero. If the return value is negative,
102173231612SJérôme Glisse  *          then one of the following values may be returned:
102273231612SJérôme Glisse  *
102373231612SJérôme Glisse  *           -EINVAL  invalid arguments or mm or virtual address are in an
102463d5066fSJérôme Glisse  *                    invalid vma (for instance device file vma).
102573231612SJérôme Glisse  *           -ENOMEM: Out of memory.
102673231612SJérôme Glisse  *           -EPERM:  Invalid permission (for instance asking for write and
102773231612SJérôme Glisse  *                    range is read only).
102873231612SJérôme Glisse  *           -EAGAIN: If you need to retry and mmap_sem was drop. This can only
102973231612SJérôme Glisse  *                    happens if block argument is false.
103073231612SJérôme Glisse  *           -EBUSY:  If the the range is being invalidated and you should wait
103173231612SJérôme Glisse  *                    for invalidation to finish.
103273231612SJérôme Glisse  *           -EFAULT: Invalid (ie either no valid vma or it is illegal to access
103373231612SJérôme Glisse  *                    that range), number of valid pages in range->pfns[] (from
103473231612SJérôme Glisse  *                    range start address).
103574eee180SJérôme Glisse  *
103674eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
103773231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
103873231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
103974eee180SJérôme Glisse  *
1040ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
1041ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
104274eee180SJérôme Glisse  */
104373231612SJérôme Glisse long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, bool block)
104474eee180SJérôme Glisse {
104563d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
1046a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
104774eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
1048a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
1049a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
105074eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
105174eee180SJérôme Glisse 	int ret;
105274eee180SJérôme Glisse 
105347f24598SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held(&hmm->mm->mmap_sem);
1054a3e0d41cSJérôme Glisse 
1055a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
1056a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1057a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
1058a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mm->mmap_sem);
1059a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1060704f3f2cSJérôme Glisse 		}
106174eee180SJérôme Glisse 
1062a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
106363d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1064a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1065a3e0d41cSJérôme Glisse 
106663d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
106763d5066fSJérôme Glisse 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
106863d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift &&
106963d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
107063d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
107163d5066fSJérôme Glisse 		} else {
107263d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
107363d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
107463d5066fSJérôme Glisse 		}
107563d5066fSJérôme Glisse 
107686586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
107786586a41SJérôme Glisse 			/*
1078a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1079a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1080a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
108186586a41SJérôme Glisse 			 */
1082a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1083a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
108486586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
108586586a41SJérôme Glisse 		}
108674eee180SJérôme Glisse 
1087a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1088992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1089a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
109074eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = true;
109174eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.block = block;
109274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
109374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1094a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
109574eee180SJérôme Glisse 
109674eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
109774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
109874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
109974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
110074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1101992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
110274eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
110374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
110463d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
110574eee180SJérôme Glisse 
110674eee180SJérôme Glisse 		do {
1107a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
110874eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
1109a3e0d41cSJérôme Glisse 
111073231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
111173231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
111274eee180SJérôme Glisse 
111374eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
111474eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
111574eee180SJérôme Glisse 
111674eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1117a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1118a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
111973231612SJérôme Glisse 			return ret;
112074eee180SJérôme Glisse 		}
1121a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1122a3e0d41cSJérôme Glisse 
1123a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1124704f3f2cSJérôme Glisse 
112573231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
112674eee180SJérôme Glisse }
112773231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
112855c0ece8SJérôme Glisse 
112955c0ece8SJérôme Glisse /**
113055c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_map() - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
113155c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
113255c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against to dma map page to
113355c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
113455c0ece8SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1135085ea250SRalph Campbell  * Return: number of pages mapped on success, -EAGAIN if mmap_sem have been
113655c0ece8SJérôme Glisse  *          drop and you need to try again, some other error value otherwise
113755c0ece8SJérôme Glisse  *
113855c0ece8SJérôme Glisse  * Note same usage pattern as hmm_range_fault().
113955c0ece8SJérôme Glisse  */
114055c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range,
114155c0ece8SJérôme Glisse 		       struct device *device,
114255c0ece8SJérôme Glisse 		       dma_addr_t *daddrs,
114355c0ece8SJérôme Glisse 		       bool block)
114455c0ece8SJérôme Glisse {
114555c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
114655c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
114755c0ece8SJérôme Glisse 
114855c0ece8SJérôme Glisse 	ret = hmm_range_fault(range, block);
114955c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
115055c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
115155c0ece8SJérôme Glisse 
115255c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
115355c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
115455c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
115555c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
115655c0ece8SJérôme Glisse 
115755c0ece8SJérôme Glisse 		/*
115855c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
115955c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
116055c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
116155c0ece8SJérôme Glisse 		 *
116255c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
116355c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
116455c0ece8SJérôme Glisse 		 */
116555c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
116655c0ece8SJérôme Glisse 
1167391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
116855c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
116955c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
117055c0ece8SJérôme Glisse 
117155c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
117255c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
117355c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
117455c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
117555c0ece8SJérôme Glisse 		}
117655c0ece8SJérôme Glisse 
117755c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
117855c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
117955c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
118055c0ece8SJérôme Glisse 
118155c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
118255c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
118355c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
118455c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
118555c0ece8SJérôme Glisse 		}
118655c0ece8SJérôme Glisse 
118755c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
118855c0ece8SJérôme Glisse 	}
118955c0ece8SJérôme Glisse 
119055c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
119155c0ece8SJérôme Glisse 
119255c0ece8SJérôme Glisse unmap:
119355c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
119455c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
119555c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
119655c0ece8SJérôme Glisse 
1197391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
119855c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
119955c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
120055c0ece8SJérôme Glisse 
120155c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
120255c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
120355c0ece8SJérôme Glisse 
120455c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
120555c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
120655c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
120755c0ece8SJérôme Glisse 
120855c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
120955c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
121055c0ece8SJérôme Glisse 	}
121155c0ece8SJérôme Glisse 
121255c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
121355c0ece8SJérôme Glisse }
121455c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
121555c0ece8SJérôme Glisse 
121655c0ece8SJérôme Glisse /**
121755c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
121855c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
121955c0ece8SJérôme Glisse  * @vma: the vma against which the range (optional)
122055c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
122155c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
122255c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1223085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
122455c0ece8SJérôme Glisse  *
122555c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
122655c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
122755c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
122855c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
122955c0ece8SJérôme Glisse  */
123055c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
123155c0ece8SJérôme Glisse 			 struct vm_area_struct *vma,
123255c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
123355c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
123455c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
123555c0ece8SJérôme Glisse {
123655c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
123755c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
123855c0ece8SJérôme Glisse 
123955c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
124055c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
124155c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
124255c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
124355c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
124455c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
124555c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
124655c0ece8SJérôme Glisse 
124755c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
124855c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
124955c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
125055c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
125155c0ece8SJérôme Glisse 
1252391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
125355c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
125455c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
125555c0ece8SJérôme Glisse 
125655c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
125755c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
125855c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
125955c0ece8SJérôme Glisse 
126055c0ece8SJérôme Glisse 			/*
126155c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
126255c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
126355c0ece8SJérôme Glisse 			 */
126455c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
126555c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
126655c0ece8SJérôme Glisse 		}
126755c0ece8SJérôme Glisse 
126855c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
126955c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
127055c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
127155c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
127255c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
127355c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
127455c0ece8SJérôme Glisse 	}
127555c0ece8SJérôme Glisse 
127655c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
127755c0ece8SJérôme Glisse }
127855c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
1279c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
12804ef589dcSJérôme Glisse 
12814ef589dcSJérôme Glisse 
1282df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
12834ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
12844ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
12854ef589dcSJérôme Glisse {
12864ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
12874ef589dcSJérôme Glisse 
12884ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
12894ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
12904ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
12914ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
12924ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
12934ef589dcSJérôme Glisse }
12944ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
12954ef589dcSJérôme Glisse 
12964ef589dcSJérôme Glisse 
12974ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
12984ef589dcSJérôme Glisse {
12994ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13004ef589dcSJérôme Glisse 
13014ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
13024ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
13034ef589dcSJérôme Glisse }
13044ef589dcSJérôme Glisse 
13054ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
13064ef589dcSJérôme Glisse {
13074ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
13084ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13094ef589dcSJérôme Glisse 
13104ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
1311bbecd94eSDan Williams 	wait_for_completion(&devmem->completion);
13124ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
13134ef589dcSJérôme Glisse }
13144ef589dcSJérôme Glisse 
1315bbecd94eSDan Williams static void hmm_devmem_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
13164ef589dcSJérôme Glisse {
13174ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
13184ef589dcSJérôme Glisse }
13194ef589dcSJérôme Glisse 
1320b57e622eSSouptick Joarder static vm_fault_t hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
13214ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
13224ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
13234ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
13244ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
13254ef589dcSJérôme Glisse {
13264ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
13274ef589dcSJérôme Glisse 
13284ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
13294ef589dcSJérôme Glisse }
13304ef589dcSJérôme Glisse 
13314ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
13324ef589dcSJérôme Glisse {
13334ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
13344ef589dcSJérôme Glisse 
13352fa147bdSDan Williams 	page->mapping = NULL;
13362fa147bdSDan Williams 
13374ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
13384ef589dcSJérôme Glisse }
13394ef589dcSJérôme Glisse 
13404ef589dcSJérôme Glisse /*
13414ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
13424ef589dcSJérôme Glisse  *
13434ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
13444ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
13454ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
1346085ea250SRalph Campbell  * Return: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
13474ef589dcSJérôme Glisse  *
13484ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
13494ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
13504ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
13514ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
13524ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
13534ef589dcSJérôme Glisse  *
13544ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
13554ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
13564ef589dcSJérôme Glisse  */
13574ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
13584ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
13594ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
13604ef589dcSJérôme Glisse {
13614ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13624ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
1363bbecd94eSDan Williams 	void *result;
13644ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
13654ef589dcSJérôme Glisse 
1366e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
13674ef589dcSJérôme Glisse 
136858ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
13694ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
13704ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
13714ef589dcSJérôme Glisse 
13724ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
13734ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
13744ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
13754ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
13764ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
13774ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
13784ef589dcSJérôme Glisse 
13794ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
13804ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
13814ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
138258ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
13834ef589dcSJérôme Glisse 
138458ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
13854ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
138658ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
13874ef589dcSJérôme Glisse 
13884ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
13894ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
13904ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
13914ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
13924ef589dcSJérôme Glisse 
13934ef589dcSJérôme Glisse 	/*
13944ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
13954ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
13964ef589dcSJérôme Glisse 	 *
13974ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
13984ef589dcSJérôme Glisse 	 */
13994ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
14004ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
14014ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
14024ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
14034ef589dcSJérôme Glisse 
14044ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
14054ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
140658ef15b7SDan Williams 		if (!devmem->resource)
140758ef15b7SDan Williams 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
14084ef589dcSJérôme Glisse 		break;
14094ef589dcSJérôme Glisse 	}
141058ef15b7SDan Williams 	if (!devmem->resource)
141158ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(-ERANGE);
14124ef589dcSJérôme Glisse 
14134ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
14144ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
14154ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
14164ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1417063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
14184ef589dcSJérôme Glisse 
1419bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1420bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1421bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1422bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1423bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1424bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1425bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
142658ef15b7SDan Williams 
1427bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1428bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1429bbecd94eSDan Williams 		return result;
14304ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
14314ef589dcSJérôme Glisse }
143202917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add);
14334ef589dcSJérôme Glisse 
1434d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1435d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1436d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1437d3df0a42SJérôme Glisse {
1438d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1439bbecd94eSDan Williams 	void *result;
1440d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1441d3df0a42SJérôme Glisse 
1442d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1443d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1444d3df0a42SJérôme Glisse 
1445e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
1446d3df0a42SJérôme Glisse 
144758ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
1448d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1449d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1450d3df0a42SJérôme Glisse 
1451d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1452d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1453d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1454d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1455d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1456d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1457d3df0a42SJérôme Glisse 
1458d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1459d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1460d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
146158ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1462d3df0a42SJérôme Glisse 
146358ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit,
146458ef15b7SDan Williams 			&devmem->ref);
1465d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
146658ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1467d3df0a42SJérôme Glisse 
1468d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1469d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1470d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1471063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
1472d3df0a42SJérôme Glisse 
1473bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
1474bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1475bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1476bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1477bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1478bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1479bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
148058ef15b7SDan Williams 
1481bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1482bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1483bbecd94eSDan Williams 		return result;
1484d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1485d3df0a42SJérôme Glisse }
148602917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add_resource);
1487d3df0a42SJérôme Glisse 
14884ef589dcSJérôme Glisse /*
1489858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1490858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1491858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1492858b54daSJérôme Glisse  */
1493858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1494858b54daSJérôme Glisse 
1495858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1496858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1497858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1498858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1499858b54daSJérôme Glisse 
1500858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1501858b54daSJérôme Glisse {
1502858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1503858b54daSJérôme Glisse 
1504858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1505858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1506858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1507858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1508858b54daSJérôme Glisse 
1509858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1510858b54daSJérôme Glisse }
1511858b54daSJérôme Glisse 
1512858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1513858b54daSJérôme Glisse {
1514858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1515858b54daSJérôme Glisse 
1516858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1517858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1518858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1519858b54daSJérôme Glisse 
1520858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1521858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1522858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1523858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1524858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1525858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1526858b54daSJérôme Glisse 	}
1527858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1528858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1529858b54daSJérôme Glisse 
1530858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1531858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1532858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1533858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1534858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1535858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1536858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1537858b54daSJérôme Glisse 
1538858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1539858b54daSJérôme Glisse }
1540858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1541858b54daSJérôme Glisse 
1542858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1543858b54daSJérôme Glisse {
1544858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1545858b54daSJérôme Glisse }
1546858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1547858b54daSJérôme Glisse 
1548858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1549858b54daSJérôme Glisse {
1550858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1551858b54daSJérôme Glisse 
1552858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1553858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1554858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1555858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1556858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1557858b54daSJérôme Glisse 
1558858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1559858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1560858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1561858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1562858b54daSJérôme Glisse 	}
1563858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1564858b54daSJérôme Glisse }
1565858b54daSJérôme Glisse 
1566858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1567df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
1568