xref: /linux/mm/hmm.c (revision 157816f3775f5c4df2c68ef0e3a100ada974aa2e)
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;
70a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = false;
71c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
72c0b12405SJérôme Glisse 
7386a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
748a9320b7SJason Gunthorpe 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm)) {
7586a2d598SRalph Campbell 		kfree(hmm);
7686a2d598SRalph Campbell 		return NULL;
77133ff0eaSJérôme Glisse 	}
78133ff0eaSJérôme Glisse 
798a9320b7SJason Gunthorpe 	mmgrab(hmm->mm);
808a9320b7SJason Gunthorpe 
818a9320b7SJason Gunthorpe 	/*
828a9320b7SJason Gunthorpe 	 * We hold the exclusive mmap_sem here so we know that mm->hmm is
838a9320b7SJason Gunthorpe 	 * still NULL or 0 kref, and is safe to update.
848a9320b7SJason Gunthorpe 	 */
858a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
868a9320b7SJason Gunthorpe 	mm->hmm = hmm;
878a9320b7SJason Gunthorpe 
888a9320b7SJason Gunthorpe out_unlock:
898a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
908a9320b7SJason Gunthorpe 	return hmm;
918a9320b7SJason Gunthorpe }
928a9320b7SJason Gunthorpe 
936d7c3cdeSJason Gunthorpe static void hmm_free_rcu(struct rcu_head *rcu)
946d7c3cdeSJason Gunthorpe {
958a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(rcu, struct hmm, rcu);
968a9320b7SJason Gunthorpe 
978a9320b7SJason Gunthorpe 	mmdrop(hmm->mm);
988a9320b7SJason Gunthorpe 	kfree(hmm);
996d7c3cdeSJason Gunthorpe }
1006d7c3cdeSJason Gunthorpe 
101704f3f2cSJérôme Glisse static void hmm_free(struct kref *kref)
102704f3f2cSJérôme Glisse {
103704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = container_of(kref, struct hmm, kref);
104704f3f2cSJérôme Glisse 
1058a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&hmm->mm->page_table_lock);
1068a9320b7SJason Gunthorpe 	if (hmm->mm->hmm == hmm)
1078a9320b7SJason Gunthorpe 		hmm->mm->hmm = NULL;
1088a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&hmm->mm->page_table_lock);
109704f3f2cSJérôme Glisse 
1108a9320b7SJason Gunthorpe 	mmu_notifier_unregister_no_release(&hmm->mmu_notifier, hmm->mm);
1116d7c3cdeSJason Gunthorpe 	mmu_notifier_call_srcu(&hmm->rcu, hmm_free_rcu);
112704f3f2cSJérôme Glisse }
113704f3f2cSJérôme Glisse 
114704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
115704f3f2cSJérôme Glisse {
116704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
117704f3f2cSJérôme Glisse }
118704f3f2cSJérôme Glisse 
119a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
120c0b12405SJérôme Glisse {
1216d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
122c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
123da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
124da4c3c73SJérôme Glisse 
1256d7c3cdeSJason Gunthorpe 	/* Bail out if hmm is in the process of being freed */
1266d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1276d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
1286d7c3cdeSJason Gunthorpe 
129a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Report this HMM as dying. */
130a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = true;
131da4c3c73SJérôme Glisse 
132a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Wake-up everyone waiting on any range. */
133a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
134085ea250SRalph Campbell 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list)
135da4c3c73SJérôme Glisse 		range->valid = false;
136a3e0d41cSJérôme Glisse 	wake_up_all(&hmm->wq);
137a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
138e1401513SRalph Campbell 
139e1401513SRalph Campbell 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
140e1401513SRalph Campbell 	mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors, struct hmm_mirror,
141e1401513SRalph Campbell 					  list);
142e1401513SRalph Campbell 	while (mirror) {
143e1401513SRalph Campbell 		list_del_init(&mirror->list);
144e1401513SRalph Campbell 		if (mirror->ops->release) {
145e1401513SRalph Campbell 			/*
146085ea250SRalph Campbell 			 * Drop mirrors_sem so the release callback can wait
147085ea250SRalph Campbell 			 * on any pending work that might itself trigger a
148085ea250SRalph Campbell 			 * mmu_notifier callback and thus would deadlock with
149085ea250SRalph Campbell 			 * us.
150e1401513SRalph Campbell 			 */
151e1401513SRalph Campbell 			up_write(&hmm->mirrors_sem);
152e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
153e1401513SRalph Campbell 			down_write(&hmm->mirrors_sem);
154e1401513SRalph Campbell 		}
155e1401513SRalph Campbell 		mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors,
156e1401513SRalph Campbell 						  struct hmm_mirror, list);
157e1401513SRalph Campbell 	}
158e1401513SRalph Campbell 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
159704f3f2cSJérôme Glisse 
160704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
161e1401513SRalph Campbell }
162e1401513SRalph Campbell 
16393065ac7SMichal Hocko static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
164a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
165c0b12405SJérôme Glisse {
1666d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
167a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
168ec131b2dSJérôme Glisse 	struct hmm_update update;
169a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
170a3e0d41cSJérôme Glisse 	int ret = 0;
171c0b12405SJérôme Glisse 
1726d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1736d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
174c0b12405SJérôme Glisse 
175a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.start = nrange->start;
176a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.end = nrange->end;
177ec131b2dSJérôme Glisse 	update.event = HMM_UPDATE_INVALIDATE;
178dfcd6660SJérôme Glisse 	update.blockable = mmu_notifier_range_blockable(nrange);
179a3e0d41cSJérôme Glisse 
180dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
181a3e0d41cSJérôme Glisse 		mutex_lock(&hmm->lock);
182a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!mutex_trylock(&hmm->lock)) {
183a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
184a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
185a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
186a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
187a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
188a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (update.end < range->start || update.start >= range->end)
189a3e0d41cSJérôme Glisse 			continue;
190a3e0d41cSJérôme Glisse 
191a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = false;
192a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
193a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
194a3e0d41cSJérôme Glisse 
195dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
196a3e0d41cSJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
197a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
198a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
199a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
200a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
201a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
202a3e0d41cSJérôme Glisse 		int ret;
203a3e0d41cSJérôme Glisse 
204a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, &update);
205085ea250SRalph Campbell 		if (!update.blockable && ret == -EAGAIN)
206085ea250SRalph Campbell 			break;
207a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
208a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
209a3e0d41cSJérôme Glisse 
210a3e0d41cSJérôme Glisse out:
211704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
212704f3f2cSJérôme Glisse 	return ret;
213c0b12405SJérôme Glisse }
214c0b12405SJérôme Glisse 
215c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
216a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
217c0b12405SJérôme Glisse {
2186d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
219c0b12405SJérôme Glisse 
2206d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
2216d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
222c0b12405SJérôme Glisse 
223a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
224a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
225a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
226a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
227a3e0d41cSJérôme Glisse 
228a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
229a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
230a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
231a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
232a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
233a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
234a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
235a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
236a3e0d41cSJérôme Glisse 
237704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
238c0b12405SJérôme Glisse }
239c0b12405SJérôme Glisse 
240c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
241e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
242c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
243c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
244c0b12405SJérôme Glisse };
245c0b12405SJérôme Glisse 
246c0b12405SJérôme Glisse /*
247c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
248c0b12405SJérôme Glisse  *
249c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
250c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
251085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
252c0b12405SJérôme Glisse  *
253c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
254c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
255c0b12405SJérôme Glisse  *
256c0b12405SJérôme Glisse  * THE mm->mmap_sem MUST BE HELD IN WRITE MODE !
257c0b12405SJérôme Glisse  */
258c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
259c0b12405SJérôme Glisse {
260c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
261c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
262c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
263c0b12405SJérôme Glisse 
264704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
265c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
266c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
267c0b12405SJérôme Glisse 
268c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
269c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
270c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
271c0b12405SJérôme Glisse 
272c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
273c0b12405SJérôme Glisse }
274c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
275c0b12405SJérôme Glisse 
276c0b12405SJérôme Glisse /*
277c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
278c0b12405SJérôme Glisse  *
279085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
280c0b12405SJérôme Glisse  *
281c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
282c0b12405SJérôme Glisse  */
283c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
284c0b12405SJérôme Glisse {
285704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mirror->hmm);
286c0b12405SJérôme Glisse 
287704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm == NULL)
288c01cbba2SJérôme Glisse 		return;
289c01cbba2SJérôme Glisse 
290c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
291e1401513SRalph Campbell 	list_del_init(&mirror->list);
292704f3f2cSJérôme Glisse 	/* To protect us against double unregister ... */
293c01cbba2SJérôme Glisse 	mirror->hmm = NULL;
294c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
295c01cbba2SJérôme Glisse 
296704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
297c0b12405SJérôme Glisse }
298c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
299da4c3c73SJérôme Glisse 
30074eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
30174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
302992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
30374eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
30474eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
30574eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
30674eee180SJérôme Glisse };
30774eee180SJérôme Glisse 
3082aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
3092aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
31074eee180SJérôme Glisse {
3119b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
31274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
313f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
31474eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
31550a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
31674eee180SJérôme Glisse 
31774eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
3182aee09d8SJérôme Glisse 	flags |= write_fault ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
31950a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
32050a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_RETRY)
32173231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
32250a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
323f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
32474eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
32574eee180SJérôme Glisse 	}
32674eee180SJérôme Glisse 
32773231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
32874eee180SJérôme Glisse }
32974eee180SJérôme Glisse 
330da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
331da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
332da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
333da4c3c73SJérôme Glisse {
334c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
335c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
336ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
337da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
338da4c3c73SJérôme Glisse 
339da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
340da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
341f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
342da4c3c73SJérôme Glisse 
343da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
344da4c3c73SJérôme Glisse }
345da4c3c73SJérôme Glisse 
3465504ed29SJérôme Glisse /*
3475504ed29SJérôme Glisse  * hmm_vma_walk_hole() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
3485504ed29SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
3495504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3502aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3512aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3525504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
353085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3545504ed29SJérôme Glisse  *
3555504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3565504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3575504ed29SJérôme Glisse  */
3582aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3592aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
360da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
361da4c3c73SJérôme Glisse {
36274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
36374eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
364ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
36563d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long i, page_size;
366da4c3c73SJérôme Glisse 
36774eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
36863d5066fSJérôme Glisse 	page_size = hmm_range_page_size(range);
36963d5066fSJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> range->page_shift;
37063d5066fSJérôme Glisse 
37163d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += page_size, i++) {
372f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
3732aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
37474eee180SJérôme Glisse 			int ret;
375da4c3c73SJérôme Glisse 
3762aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
3772aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
37873231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
37974eee180SJérôme Glisse 				return ret;
38074eee180SJérôme Glisse 		}
38174eee180SJérôme Glisse 	}
38274eee180SJérôme Glisse 
38373231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
3842aee09d8SJérôme Glisse }
3852aee09d8SJérôme Glisse 
3862aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
3872aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
3882aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
3892aee09d8SJérôme Glisse {
390f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
391f88a1e90SJérôme Glisse 
3922aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault)
3932aee09d8SJérôme Glisse 		return;
3942aee09d8SJérôme Glisse 
395023a019aSJérôme Glisse 	/*
396023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
397023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
398023a019aSJérôme Glisse 	 * be use in 2 fashions. The first one where the HMM user coalesce
399023a019aSJérôme Glisse 	 * multiple page fault into one request and set flags per pfns for
400023a019aSJérôme Glisse 	 * of those faults. The second one where the HMM user want to pre-
401023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
402023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
403023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
404023a019aSJérôme Glisse 	 */
405023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
406023a019aSJérôme Glisse 
4072aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
408f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
4092aee09d8SJérôme Glisse 		return;
410f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If this is device memory than only fault if explicitly requested */
411f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
412f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
413f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
414f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
415f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
416f88a1e90SJérôme Glisse 		}
4172aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4182aee09d8SJérôme Glisse 	}
419f88a1e90SJérôme Glisse 
420f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
421f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
422f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
423f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
424f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
425f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4262aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4272aee09d8SJérôme Glisse 	}
4282aee09d8SJérôme Glisse }
4292aee09d8SJérôme Glisse 
4302aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4312aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4322aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4332aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4342aee09d8SJérôme Glisse {
4352aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4362aee09d8SJérôme Glisse 
4372aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault) {
4382aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4392aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4402aee09d8SJérôme Glisse 	}
4412aee09d8SJérôme Glisse 
442a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4432aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4442aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4452aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
446a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4472aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4482aee09d8SJérôme Glisse 	}
4492aee09d8SJérôme Glisse }
4502aee09d8SJérôme Glisse 
4512aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4522aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4532aee09d8SJérôme Glisse {
4542aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4552aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4562aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4572aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4582aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4592aee09d8SJérôme Glisse 
4602aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4612aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4622aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4632aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4642aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4652aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4662aee09d8SJérôme Glisse }
4672aee09d8SJérôme Glisse 
468f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4692aee09d8SJérôme Glisse {
4702aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4712aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
472f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
473f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
474f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
475da4c3c73SJérôme Glisse }
476da4c3c73SJérôme Glisse 
477992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
478992de9a8SJérôme Glisse {
479992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
480992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
481992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
482992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
483992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
484992de9a8SJérôme Glisse }
485992de9a8SJérôme Glisse 
48653f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
48753f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
48853f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
48953f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
49053f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
49153f5c3f4SJérôme Glisse {
492992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
49353f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
494f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4952aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
4962aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
497f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
49853f5c3f4SJérôme Glisse 
4992aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
500f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
5012aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
5022aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
50353f5c3f4SJérôme Glisse 
5042aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
5052aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
50653f5c3f4SJérôme Glisse 
50753f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
508992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
509992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
510992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
511992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
512992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
513992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
514992de9a8SJérôme Glisse 		}
515391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
516992de9a8SJérôme Glisse 	}
517992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
518992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
519992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
520992de9a8SJérôme Glisse 	}
52153f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
52253f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
523992de9a8SJérôme Glisse #else
524992de9a8SJérôme Glisse 	/* If THP is not enabled then we should never reach that code ! */
525992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
526992de9a8SJérôme Glisse #endif
52753f5c3f4SJérôme Glisse }
52853f5c3f4SJérôme Glisse 
529f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5302aee09d8SJérôme Glisse {
531789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5322aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
533f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
534f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
535f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5362aee09d8SJérôme Glisse }
5372aee09d8SJérôme Glisse 
53853f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
53953f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
54053f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
54153f5c3f4SJérôme Glisse {
54253f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
543f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
54453f5c3f4SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5452aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5462aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
54753f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
548f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
54953f5c3f4SJérôme Glisse 
550f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
55173231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
55253f5c3f4SJérôme Glisse 
55353f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
55473231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
55573231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5562aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
55753f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
55853f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
55953f5c3f4SJérôme Glisse 	}
56053f5c3f4SJérôme Glisse 
56153f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
56253f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
56353f5c3f4SJérôme Glisse 
56453f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5652aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
56653f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
56753f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
56853f5c3f4SJérôme Glisse 		}
56953f5c3f4SJérôme Glisse 
57053f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
57153f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
57253f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
57353f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
57453f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
575f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
576f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5772aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
578f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
579f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
580f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
581f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
582f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
583391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
584391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
585f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
58653f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
58753f5c3f4SJérôme Glisse 		}
58853f5c3f4SJérôme Glisse 
58953f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
5902aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
59153f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
59253f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
59353f5c3f4SJérôme Glisse 				migration_entry_wait(vma->vm_mm,
59453f5c3f4SJérôme Glisse 						     pmdp, addr);
59573231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
59653f5c3f4SJérôme Glisse 			}
59753f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
59853f5c3f4SJérôme Glisse 		}
59953f5c3f4SJérôme Glisse 
60053f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
601f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
60253f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
60373231612SJérôme Glisse 	} else {
60473231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
60573231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
60673231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
60753f5c3f4SJérôme Glisse 	}
60853f5c3f4SJérôme Glisse 
6092aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
61053f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
61153f5c3f4SJérôme Glisse 
612992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
613992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
614992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
615992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
616992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
617992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
618992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
619992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
620992de9a8SJérôme Glisse 	}
621992de9a8SJérôme Glisse 
622391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
62353f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
62453f5c3f4SJérôme Glisse 
62553f5c3f4SJérôme Glisse fault:
626992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
627992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
628992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
629992de9a8SJérôme Glisse 	}
63053f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
63153f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6322aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
63353f5c3f4SJérôme Glisse }
63453f5c3f4SJérôme Glisse 
635da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
636da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
637da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
638da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
639da4c3c73SJérôme Glisse {
64074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
64174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
642d08faca0SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
643ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
644da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
645da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
646da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
647da4c3c73SJérôme Glisse 
648d08faca0SJérôme Glisse 
649d08faca0SJérôme Glisse again:
650d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
651d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
652d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
653d08faca0SJérôme Glisse 
654d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
655d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
656d08faca0SJérôme Glisse 
657d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
658d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
659d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
660d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
661d08faca0SJérôme Glisse 
662d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
663d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
664d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
665d08faca0SJérôme Glisse 
666d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
667d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
668d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
669d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
670d08faca0SJérôme Glisse 			pmd_migration_entry_wait(vma->vm_mm, pmdp);
67173231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
672d08faca0SJérôme Glisse 		}
673d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
674d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
675d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
676d08faca0SJérôme Glisse 
677d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
678da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
679da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
680da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
681da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
682da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
683da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its a transparent
684da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
685da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
686da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
687da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
688da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
689da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
690da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
691da4c3c73SJérôme Glisse 
692d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
69353f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
694da4c3c73SJérôme Glisse 	}
695da4c3c73SJérôme Glisse 
696d08faca0SJérôme Glisse 	/*
697d08faca0SJérôme Glisse 	 * We have handled all the valid case above ie either none, migration,
698d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
699d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
700d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
701d08faca0SJérôme Glisse 	 */
702d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
703da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
704da4c3c73SJérôme Glisse 
705da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
706d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
707da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
70853f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
709da4c3c73SJérôme Glisse 
71053f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
71153f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
71253f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
71374eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
71453f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
71574eee180SJérôme Glisse 		}
716da4c3c73SJérôme Glisse 	}
717992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
718992de9a8SJérôme Glisse 		/*
719992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
720992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
721992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
722992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
723992de9a8SJérôme Glisse 		 */
724992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
725992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
726992de9a8SJérôme Glisse 	}
727da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
728da4c3c73SJérôme Glisse 
72953f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
730da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
731da4c3c73SJérôme Glisse }
732da4c3c73SJérôme Glisse 
733992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
734992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
735992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
736992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
737992de9a8SJérôme Glisse {
738992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
739992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
740992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
741992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
742992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
743992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
744992de9a8SJérôme Glisse 
745992de9a8SJérôme Glisse again:
746992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
747992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
748992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
749992de9a8SJérôme Glisse 
750992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
751992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
752992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
753992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
754992de9a8SJérôme Glisse 
755992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
756992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
757992de9a8SJérôme Glisse 
758992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
759992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
760992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
761992de9a8SJérôme Glisse 
762992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
763992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
764992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
765992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
766992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
767992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
768992de9a8SJérôme Glisse 
769992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
770992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
771992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
772992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
773992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
774992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
775391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
776391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
777992de9a8SJérôme Glisse 		}
778992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
779992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
780992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
781992de9a8SJérôme Glisse 		}
782992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
783992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
784992de9a8SJérôme Glisse 	}
785992de9a8SJérôme Glisse 
786992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
787992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
788992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
789992de9a8SJérôme Glisse 
790992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
791992de9a8SJérôme Glisse 	do {
792992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
793992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
794992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
795992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
796992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
797992de9a8SJérôme Glisse 
798992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
799992de9a8SJérôme Glisse }
800992de9a8SJérôme Glisse 
80163d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
80263d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
80363d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
80463d5066fSJérôme Glisse {
80563d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
80663d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask, size, pfn_inc;
80763d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
80863d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
80963d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
81063d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
81163d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
81263d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
81363d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
81463d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
81563d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
81663d5066fSJérôme Glisse 
81763d5066fSJérôme Glisse 	size = 1UL << huge_page_shift(h);
81863d5066fSJérôme Glisse 	mask = size - 1;
81963d5066fSJérôme Glisse 	if (range->page_shift != PAGE_SHIFT) {
82063d5066fSJérôme Glisse 		/* Make sure we are looking at full page. */
82163d5066fSJérôme Glisse 		if (start & mask)
82263d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
82363d5066fSJérôme Glisse 		if (end < (start + size))
82463d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
82563d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = size >> PAGE_SHIFT;
82663d5066fSJérôme Glisse 	} else {
82763d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = 1;
82863d5066fSJérôme Glisse 		size = PAGE_SIZE;
82963d5066fSJérôme Glisse 	}
83063d5066fSJérôme Glisse 
83163d5066fSJérôme Glisse 
83263d5066fSJérôme Glisse 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
83363d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
83463d5066fSJérôme Glisse 
83563d5066fSJérôme Glisse 	i = (start - range->start) >> range->page_shift;
83663d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
83763d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
83863d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
83963d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
84063d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
84163d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
84263d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
84363d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
84463d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
84563d5066fSJérôme Glisse 	}
84663d5066fSJérôme Glisse 
84763d5066fSJérôme Glisse 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> range->page_shift);
84863d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += size, i++, pfn += pfn_inc)
849391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
850391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
85163d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
85263d5066fSJérôme Glisse 
85363d5066fSJérôme Glisse unlock:
85463d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
85563d5066fSJérôme Glisse 
85663d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
85763d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
85863d5066fSJérôme Glisse 
85963d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
86063d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
86163d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
86263d5066fSJérôme Glisse #endif
86363d5066fSJérôme Glisse }
86463d5066fSJérôme Glisse 
865f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
866f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
86733cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
86833cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
86933cd47dcSJérôme Glisse {
87033cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
871f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
87233cd47dcSJérôme Glisse }
87333cd47dcSJérôme Glisse 
874da4c3c73SJérôme Glisse /*
875a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
876a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
877a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
878a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
879a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
88063d5066fSJérôme Glisse  * @page_shift: expect page shift for the range
881a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
882a3e0d41cSJérôme Glisse  *
883a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
884a3e0d41cSJérôme Glisse  */
885a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
886e36acfe6SJason Gunthorpe 		       struct hmm_mirror *mirror,
887a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
88863d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned long end,
88963d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned page_shift)
890a3e0d41cSJérôme Glisse {
89163d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long mask = ((1UL << page_shift) - 1UL);
892e36acfe6SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
89363d5066fSJérôme Glisse 
894a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
895a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
896a3e0d41cSJérôme Glisse 
89763d5066fSJérôme Glisse 	if ((start & mask) || (end & mask))
89863d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
89963d5066fSJérôme Glisse 	if (start >= end)
900a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
901a3e0d41cSJérôme Glisse 
90263d5066fSJérôme Glisse 	range->page_shift = page_shift;
903a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
904a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
905a3e0d41cSJérôme Glisse 
906a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
907e36acfe6SJason Gunthorpe 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
908a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
909a3e0d41cSJérôme Glisse 
910085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
911085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
912a3e0d41cSJérôme Glisse 
913085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
914e36acfe6SJason Gunthorpe 	kref_get(&hmm->kref);
915*157816f3SJason Gunthorpe 	list_add(&range->list, &hmm->ranges);
916a3e0d41cSJérôme Glisse 
917a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
918a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
919a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
920a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
921085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
922a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
923085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
924a3e0d41cSJérôme Glisse 
925a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
926a3e0d41cSJérôme Glisse }
927a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
928a3e0d41cSJérôme Glisse 
929a3e0d41cSJérôme Glisse /*
930a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
931a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
932a3e0d41cSJérôme Glisse  *
933a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
934a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
935a3e0d41cSJérôme Glisse  */
936a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
937a3e0d41cSJérôme Glisse {
938085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
939085ea250SRalph Campbell 
940a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Sanity check this really should not happen. */
941085ea250SRalph Campbell 	if (hmm == NULL || range->end <= range->start)
942a3e0d41cSJérôme Glisse 		return;
943a3e0d41cSJérôme Glisse 
944085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
945*157816f3SJason Gunthorpe 	list_del(&range->list);
946085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
947a3e0d41cSJérôme Glisse 
948a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
949a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
950085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
951a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
952a3e0d41cSJérôme Glisse }
953a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
954a3e0d41cSJérôme Glisse 
955a3e0d41cSJérôme Glisse /*
95625f23a0cSJérôme Glisse  * hmm_range_snapshot() - snapshot CPU page table for a range
95725f23a0cSJérôme Glisse  * @range: range
958085ea250SRalph Campbell  * Return: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, -EPERM invalid
959a3e0d41cSJérôme Glisse  *          permission (for instance asking for write and range is read only),
960a3e0d41cSJérôme Glisse  *          -EAGAIN if you need to retry, -EFAULT invalid (ie either no valid
961a3e0d41cSJérôme Glisse  *          vma or it is illegal to access that range), number of valid pages
962a3e0d41cSJérôme Glisse  *          in range->pfns[] (from range start address).
963da4c3c73SJérôme Glisse  *
964da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
965a3e0d41cSJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See in include/linux/hmm.h for example
966a3e0d41cSJérôme Glisse  * on how to use.
967da4c3c73SJérôme Glisse  */
96825f23a0cSJérôme Glisse long hmm_range_snapshot(struct hmm_range *range)
969da4c3c73SJérôme Glisse {
97063d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
971a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
97274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
973a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
974a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
975da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
976704f3f2cSJérôme Glisse 
977704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
978a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
979a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
980da4c3c73SJérôme Glisse 
981a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
982a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
983a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid)
984a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
985a3e0d41cSJérôme Glisse 
986a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
98763d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
988a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
989a3e0d41cSJérôme Glisse 
99063d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
9911c2308f0SJason Gunthorpe 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
9921c2308f0SJason Gunthorpe 				    range->page_shift &&
99363d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
99463d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
99563d5066fSJérôme Glisse 		} else {
99663d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
99763d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
99863d5066fSJérôme Glisse 		}
99963d5066fSJérôme Glisse 
100086586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
100186586a41SJérôme Glisse 			/*
1002a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1003a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1004a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
100586586a41SJérôme Glisse 			 */
1006a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1007a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
100886586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
100986586a41SJérôme Glisse 		}
101086586a41SJérôme Glisse 
1011a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1012992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1013a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
101474eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = false;
101574eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
101674eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1017a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
101874eee180SJérôme Glisse 
1019da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
1020da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
1021da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
1022da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
1023da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1024992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
1025da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
1026da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
102763d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
1028da4c3c73SJérôme Glisse 
1029a3e0d41cSJérôme Glisse 		walk_page_range(start, end, &mm_walk);
1030a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1031a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1032a3e0d41cSJérôme Glisse 
103325f23a0cSJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1034da4c3c73SJérôme Glisse }
103525f23a0cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_snapshot);
1036da4c3c73SJérôme Glisse 
1037da4c3c73SJérôme Glisse /*
103873231612SJérôme Glisse  * hmm_range_fault() - try to fault some address in a virtual address range
103908232a45SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
104074eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1041085ea250SRalph Campbell  * Return: number of valid pages in range->pfns[] (from range start
104273231612SJérôme Glisse  *          address). This may be zero. If the return value is negative,
104373231612SJérôme Glisse  *          then one of the following values may be returned:
104473231612SJérôme Glisse  *
104573231612SJérôme Glisse  *           -EINVAL  invalid arguments or mm or virtual address are in an
104663d5066fSJérôme Glisse  *                    invalid vma (for instance device file vma).
104773231612SJérôme Glisse  *           -ENOMEM: Out of memory.
104873231612SJérôme Glisse  *           -EPERM:  Invalid permission (for instance asking for write and
104973231612SJérôme Glisse  *                    range is read only).
105073231612SJérôme Glisse  *           -EAGAIN: If you need to retry and mmap_sem was drop. This can only
105173231612SJérôme Glisse  *                    happens if block argument is false.
105273231612SJérôme Glisse  *           -EBUSY:  If the the range is being invalidated and you should wait
105373231612SJérôme Glisse  *                    for invalidation to finish.
105473231612SJérôme Glisse  *           -EFAULT: Invalid (ie either no valid vma or it is illegal to access
105573231612SJérôme Glisse  *                    that range), number of valid pages in range->pfns[] (from
105673231612SJérôme Glisse  *                    range start address).
105774eee180SJérôme Glisse  *
105874eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
105973231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
106073231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
106174eee180SJérôme Glisse  *
1062ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
1063ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
106474eee180SJérôme Glisse  */
106573231612SJérôme Glisse long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, bool block)
106674eee180SJérôme Glisse {
106763d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
1068a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
106974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
1070a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
1071a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
107274eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
107374eee180SJérôme Glisse 	int ret;
107474eee180SJérôme Glisse 
1075704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
1076a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
1077a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
1078a3e0d41cSJérôme Glisse 
1079a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
1080a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1081a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
1082a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mm->mmap_sem);
1083a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1084704f3f2cSJérôme Glisse 		}
108574eee180SJérôme Glisse 
1086a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
108763d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1088a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1089a3e0d41cSJérôme Glisse 
109063d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
109163d5066fSJérôme Glisse 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
109263d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift &&
109363d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
109463d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
109563d5066fSJérôme Glisse 		} else {
109663d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
109763d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
109863d5066fSJérôme Glisse 		}
109963d5066fSJérôme Glisse 
110086586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
110186586a41SJérôme Glisse 			/*
1102a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1103a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1104a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
110586586a41SJérôme Glisse 			 */
1106a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1107a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
110886586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
110986586a41SJérôme Glisse 		}
111074eee180SJérôme Glisse 
1111a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1112992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1113a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
111474eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = true;
111574eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.block = block;
111674eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
111774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1118a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
111974eee180SJérôme Glisse 
112074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
112174eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
112274eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
112374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
112474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1125992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
112674eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
112774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
112863d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
112974eee180SJérôme Glisse 
113074eee180SJérôme Glisse 		do {
1131a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
113274eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
1133a3e0d41cSJérôme Glisse 
113473231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
113573231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
113674eee180SJérôme Glisse 
113774eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
113874eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
113974eee180SJérôme Glisse 
114074eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1141a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1142a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
114373231612SJérôme Glisse 			return ret;
114474eee180SJérôme Glisse 		}
1145a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1146a3e0d41cSJérôme Glisse 
1147a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1148704f3f2cSJérôme Glisse 
114973231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
115074eee180SJérôme Glisse }
115173231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
115255c0ece8SJérôme Glisse 
115355c0ece8SJérôme Glisse /**
115455c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_map() - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
115555c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
115655c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against to dma map page to
115755c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
115855c0ece8SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1159085ea250SRalph Campbell  * Return: number of pages mapped on success, -EAGAIN if mmap_sem have been
116055c0ece8SJérôme Glisse  *          drop and you need to try again, some other error value otherwise
116155c0ece8SJérôme Glisse  *
116255c0ece8SJérôme Glisse  * Note same usage pattern as hmm_range_fault().
116355c0ece8SJérôme Glisse  */
116455c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range,
116555c0ece8SJérôme Glisse 		       struct device *device,
116655c0ece8SJérôme Glisse 		       dma_addr_t *daddrs,
116755c0ece8SJérôme Glisse 		       bool block)
116855c0ece8SJérôme Glisse {
116955c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
117055c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
117155c0ece8SJérôme Glisse 
117255c0ece8SJérôme Glisse 	ret = hmm_range_fault(range, block);
117355c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
117455c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
117555c0ece8SJérôme Glisse 
117655c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
117755c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
117855c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
117955c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
118055c0ece8SJérôme Glisse 
118155c0ece8SJérôme Glisse 		/*
118255c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
118355c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
118455c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
118555c0ece8SJérôme Glisse 		 *
118655c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
118755c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
118855c0ece8SJérôme Glisse 		 */
118955c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
119055c0ece8SJérôme Glisse 
1191391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
119255c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
119355c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
119455c0ece8SJérôme Glisse 
119555c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
119655c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
119755c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
119855c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
119955c0ece8SJérôme Glisse 		}
120055c0ece8SJérôme Glisse 
120155c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
120255c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
120355c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
120455c0ece8SJérôme Glisse 
120555c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
120655c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
120755c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
120855c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
120955c0ece8SJérôme Glisse 		}
121055c0ece8SJérôme Glisse 
121155c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
121255c0ece8SJérôme Glisse 	}
121355c0ece8SJérôme Glisse 
121455c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
121555c0ece8SJérôme Glisse 
121655c0ece8SJérôme Glisse unmap:
121755c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
121855c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
121955c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
122055c0ece8SJérôme Glisse 
1221391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
122255c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
122355c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
122455c0ece8SJérôme Glisse 
122555c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
122655c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
122755c0ece8SJérôme Glisse 
122855c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
122955c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
123055c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
123155c0ece8SJérôme Glisse 
123255c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
123355c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
123455c0ece8SJérôme Glisse 	}
123555c0ece8SJérôme Glisse 
123655c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
123755c0ece8SJérôme Glisse }
123855c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
123955c0ece8SJérôme Glisse 
124055c0ece8SJérôme Glisse /**
124155c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
124255c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
124355c0ece8SJérôme Glisse  * @vma: the vma against which the range (optional)
124455c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
124555c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
124655c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1247085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
124855c0ece8SJérôme Glisse  *
124955c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
125055c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
125155c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
125255c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
125355c0ece8SJérôme Glisse  */
125455c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
125555c0ece8SJérôme Glisse 			 struct vm_area_struct *vma,
125655c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
125755c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
125855c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
125955c0ece8SJérôme Glisse {
126055c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
126155c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
126255c0ece8SJérôme Glisse 
126355c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
126455c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
126555c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
126655c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
126755c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
126855c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
126955c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
127055c0ece8SJérôme Glisse 
127155c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
127255c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
127355c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
127455c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
127555c0ece8SJérôme Glisse 
1276391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
127755c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
127855c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
127955c0ece8SJérôme Glisse 
128055c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
128155c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
128255c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
128355c0ece8SJérôme Glisse 
128455c0ece8SJérôme Glisse 			/*
128555c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
128655c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
128755c0ece8SJérôme Glisse 			 */
128855c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
128955c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
129055c0ece8SJérôme Glisse 		}
129155c0ece8SJérôme Glisse 
129255c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
129355c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
129455c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
129555c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
129655c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
129755c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
129855c0ece8SJérôme Glisse 	}
129955c0ece8SJérôme Glisse 
130055c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
130155c0ece8SJérôme Glisse }
130255c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
1303c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
13044ef589dcSJérôme Glisse 
13054ef589dcSJérôme Glisse 
1306df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
13074ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
13084ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
13094ef589dcSJérôme Glisse {
13104ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
13114ef589dcSJérôme Glisse 
13124ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
13134ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
13144ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
13154ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
13164ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
13174ef589dcSJérôme Glisse }
13184ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
13194ef589dcSJérôme Glisse 
13204ef589dcSJérôme Glisse 
13214ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
13224ef589dcSJérôme Glisse {
13234ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13244ef589dcSJérôme Glisse 
13254ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
13264ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
13274ef589dcSJérôme Glisse }
13284ef589dcSJérôme Glisse 
13294ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
13304ef589dcSJérôme Glisse {
13314ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
13324ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13334ef589dcSJérôme Glisse 
13344ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
1335bbecd94eSDan Williams 	wait_for_completion(&devmem->completion);
13364ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
13374ef589dcSJérôme Glisse }
13384ef589dcSJérôme Glisse 
1339bbecd94eSDan Williams static void hmm_devmem_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
13404ef589dcSJérôme Glisse {
13414ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
13424ef589dcSJérôme Glisse }
13434ef589dcSJérôme Glisse 
1344b57e622eSSouptick Joarder static vm_fault_t hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
13454ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
13464ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
13474ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
13484ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
13494ef589dcSJérôme Glisse {
13504ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
13514ef589dcSJérôme Glisse 
13524ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
13534ef589dcSJérôme Glisse }
13544ef589dcSJérôme Glisse 
13554ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
13564ef589dcSJérôme Glisse {
13574ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
13584ef589dcSJérôme Glisse 
13592fa147bdSDan Williams 	page->mapping = NULL;
13602fa147bdSDan Williams 
13614ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
13624ef589dcSJérôme Glisse }
13634ef589dcSJérôme Glisse 
13644ef589dcSJérôme Glisse /*
13654ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
13664ef589dcSJérôme Glisse  *
13674ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
13684ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
13694ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
1370085ea250SRalph Campbell  * Return: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
13714ef589dcSJérôme Glisse  *
13724ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
13734ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
13744ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
13754ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
13764ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
13774ef589dcSJérôme Glisse  *
13784ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
13794ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
13804ef589dcSJérôme Glisse  */
13814ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
13824ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
13834ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
13844ef589dcSJérôme Glisse {
13854ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13864ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
1387bbecd94eSDan Williams 	void *result;
13884ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
13894ef589dcSJérôme Glisse 
1390e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
13914ef589dcSJérôme Glisse 
139258ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
13934ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
13944ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
13954ef589dcSJérôme Glisse 
13964ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
13974ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
13984ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
13994ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
14004ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
14014ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
14024ef589dcSJérôme Glisse 
14034ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
14044ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
14054ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
140658ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
14074ef589dcSJérôme Glisse 
140858ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
14094ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
141058ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
14114ef589dcSJérôme Glisse 
14124ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
14134ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
14144ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
14154ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
14164ef589dcSJérôme Glisse 
14174ef589dcSJérôme Glisse 	/*
14184ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
14194ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
14204ef589dcSJérôme Glisse 	 *
14214ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
14224ef589dcSJérôme Glisse 	 */
14234ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
14244ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
14254ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
14264ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
14274ef589dcSJérôme Glisse 
14284ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
14294ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
143058ef15b7SDan Williams 		if (!devmem->resource)
143158ef15b7SDan Williams 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
14324ef589dcSJérôme Glisse 		break;
14334ef589dcSJérôme Glisse 	}
143458ef15b7SDan Williams 	if (!devmem->resource)
143558ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(-ERANGE);
14364ef589dcSJérôme Glisse 
14374ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
14384ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
14394ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
14404ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1441063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
14424ef589dcSJérôme Glisse 
1443bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1444bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1445bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1446bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1447bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1448bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1449bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
145058ef15b7SDan Williams 
1451bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1452bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1453bbecd94eSDan Williams 		return result;
14544ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
14554ef589dcSJérôme Glisse }
145602917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add);
14574ef589dcSJérôme Glisse 
1458d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1459d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1460d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1461d3df0a42SJérôme Glisse {
1462d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1463bbecd94eSDan Williams 	void *result;
1464d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1465d3df0a42SJérôme Glisse 
1466d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1467d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1468d3df0a42SJérôme Glisse 
1469e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
1470d3df0a42SJérôme Glisse 
147158ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
1472d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1473d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1474d3df0a42SJérôme Glisse 
1475d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1476d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1477d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1478d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1479d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1480d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1481d3df0a42SJérôme Glisse 
1482d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1483d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1484d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
148558ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1486d3df0a42SJérôme Glisse 
148758ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit,
148858ef15b7SDan Williams 			&devmem->ref);
1489d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
149058ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1491d3df0a42SJérôme Glisse 
1492d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1493d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1494d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1495063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
1496d3df0a42SJérôme Glisse 
1497bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
1498bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1499bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1500bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1501bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1502bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1503bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
150458ef15b7SDan Williams 
1505bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1506bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1507bbecd94eSDan Williams 		return result;
1508d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1509d3df0a42SJérôme Glisse }
151002917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add_resource);
1511d3df0a42SJérôme Glisse 
15124ef589dcSJérôme Glisse /*
1513858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1514858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1515858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1516858b54daSJérôme Glisse  */
1517858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1518858b54daSJérôme Glisse 
1519858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1520858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1521858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1522858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1523858b54daSJérôme Glisse 
1524858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1525858b54daSJérôme Glisse {
1526858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1527858b54daSJérôme Glisse 
1528858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1529858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1530858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1531858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1532858b54daSJérôme Glisse 
1533858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1534858b54daSJérôme Glisse }
1535858b54daSJérôme Glisse 
1536858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1537858b54daSJérôme Glisse {
1538858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1539858b54daSJérôme Glisse 
1540858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1541858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1542858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1543858b54daSJérôme Glisse 
1544858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1545858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1546858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1547858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1548858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1549858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1550858b54daSJérôme Glisse 	}
1551858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1552858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1553858b54daSJérôme Glisse 
1554858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1555858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1556858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1557858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1558858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1559858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1560858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1561858b54daSJérôme Glisse 
1562858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1563858b54daSJérôme Glisse }
1564858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1565858b54daSJérôme Glisse 
1566858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1567858b54daSJérôme Glisse {
1568858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1569858b54daSJérôme Glisse }
1570858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1571858b54daSJérôme Glisse 
1572858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1573858b54daSJérôme Glisse {
1574858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1575858b54daSJérôme Glisse 
1576858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1577858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1578858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1579858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1580858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1581858b54daSJérôme Glisse 
1582858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1583858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1584858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1585858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1586858b54daSJérôme Glisse 	}
1587858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1588858b54daSJérôme Glisse }
1589858b54daSJérôme Glisse 
1590858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1591df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
1592