xref: /linux/mm/hmm.c (revision 5a136b4ae327e7f6be9c984a010df8d7ea5a4f83)
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);
67*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_init(&hmm->ranges_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 
13314331726SJason Gunthorpe 	down_read(&hmm->mirrors_sem);
13414331726SJason Gunthorpe 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
135e1401513SRalph Campbell 		/*
13614331726SJason Gunthorpe 		 * Note: The driver is not allowed to trigger
13714331726SJason Gunthorpe 		 * hmm_mirror_unregister() from this thread.
138e1401513SRalph Campbell 		 */
13914331726SJason Gunthorpe 		if (mirror->ops->release)
140e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
141e1401513SRalph Campbell 	}
14214331726SJason Gunthorpe 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
143704f3f2cSJérôme Glisse 
144704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
145e1401513SRalph Campbell }
146e1401513SRalph Campbell 
147*5a136b4aSJason Gunthorpe static void notifiers_decrement(struct hmm *hmm)
148*5a136b4aSJason Gunthorpe {
149*5a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
150*5a136b4aSJason Gunthorpe 
151*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
152*5a136b4aSJason Gunthorpe 	hmm->notifiers--;
153*5a136b4aSJason Gunthorpe 	if (!hmm->notifiers) {
154*5a136b4aSJason Gunthorpe 		struct hmm_range *range;
155*5a136b4aSJason Gunthorpe 
156*5a136b4aSJason Gunthorpe 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
157*5a136b4aSJason Gunthorpe 			if (range->valid)
158*5a136b4aSJason Gunthorpe 				continue;
159*5a136b4aSJason Gunthorpe 			range->valid = true;
160*5a136b4aSJason Gunthorpe 		}
161*5a136b4aSJason Gunthorpe 		wake_up_all(&hmm->wq);
162*5a136b4aSJason Gunthorpe 	}
163*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
164*5a136b4aSJason Gunthorpe }
165*5a136b4aSJason Gunthorpe 
16693065ac7SMichal Hocko static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
167a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
168c0b12405SJérôme Glisse {
1696d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
170a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
171ec131b2dSJérôme Glisse 	struct hmm_update update;
172a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
173*5a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
174a3e0d41cSJérôme Glisse 	int ret = 0;
175c0b12405SJérôme Glisse 
1766d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1776d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
178c0b12405SJérôme Glisse 
179a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.start = nrange->start;
180a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.end = nrange->end;
181ec131b2dSJérôme Glisse 	update.event = HMM_UPDATE_INVALIDATE;
182dfcd6660SJérôme Glisse 	update.blockable = mmu_notifier_range_blockable(nrange);
183a3e0d41cSJérôme Glisse 
184*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
185a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
186a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
187a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (update.end < range->start || update.start >= range->end)
188a3e0d41cSJérôme Glisse 			continue;
189a3e0d41cSJérôme Glisse 
190a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = false;
191a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
192*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
193a3e0d41cSJérôme Glisse 
194dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
195a3e0d41cSJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
196a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
197a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
198a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
199a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
200a3e0d41cSJérôme Glisse 
201*5a136b4aSJason Gunthorpe 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
202*5a136b4aSJason Gunthorpe 		int rc;
203*5a136b4aSJason Gunthorpe 
204*5a136b4aSJason Gunthorpe 		rc = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, &update);
205*5a136b4aSJason Gunthorpe 		if (rc) {
206*5a136b4aSJason Gunthorpe 			if (WARN_ON(update.blockable || rc != -EAGAIN))
207*5a136b4aSJason Gunthorpe 				continue;
208*5a136b4aSJason Gunthorpe 			ret = -EAGAIN;
209085ea250SRalph Campbell 			break;
210a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
211*5a136b4aSJason Gunthorpe 	}
212a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
213a3e0d41cSJérôme Glisse 
214a3e0d41cSJérôme Glisse out:
215*5a136b4aSJason Gunthorpe 	if (ret)
216*5a136b4aSJason Gunthorpe 		notifiers_decrement(hmm);
217704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
218704f3f2cSJérôme Glisse 	return ret;
219c0b12405SJérôme Glisse }
220c0b12405SJérôme Glisse 
221c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
222a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
223c0b12405SJérôme Glisse {
2246d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
225c0b12405SJérôme Glisse 
2266d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
2276d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
228c0b12405SJérôme Glisse 
229*5a136b4aSJason Gunthorpe 	notifiers_decrement(hmm);
230704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
231c0b12405SJérôme Glisse }
232c0b12405SJérôme Glisse 
233c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
234e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
235c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
236c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
237c0b12405SJérôme Glisse };
238c0b12405SJérôme Glisse 
239c0b12405SJérôme Glisse /*
240c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
241c0b12405SJérôme Glisse  *
242c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
243c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
244085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
245c0b12405SJérôme Glisse  *
246c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
247c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
248c0b12405SJérôme Glisse  */
249c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
250c0b12405SJérôme Glisse {
2518a1a0cd0SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held_exclusive(&mm->mmap_sem);
2528a1a0cd0SJason Gunthorpe 
253c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
254c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
255c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
256c0b12405SJérôme Glisse 
257704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
258c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
259c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
260c0b12405SJérôme Glisse 
261c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
262c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
263c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
264c0b12405SJérôme Glisse 
265c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
266c0b12405SJérôme Glisse }
267c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
268c0b12405SJérôme Glisse 
269c0b12405SJérôme Glisse /*
270c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
271c0b12405SJérôme Glisse  *
272085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
273c0b12405SJérôme Glisse  *
274c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
275c0b12405SJérôme Glisse  */
276c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
277c0b12405SJérôme Glisse {
278187229c2SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
279c01cbba2SJérôme Glisse 
280c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
28114331726SJason Gunthorpe 	list_del(&mirror->list);
282c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
283704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
284c0b12405SJérôme Glisse }
285c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
286da4c3c73SJérôme Glisse 
28774eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
28874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
289992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
29074eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
29174eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
29274eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
29374eee180SJérôme Glisse };
29474eee180SJérôme Glisse 
2952aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
2962aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
29774eee180SJérôme Glisse {
2989b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
29974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
300f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
30174eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
30250a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
30374eee180SJérôme Glisse 
30474eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
3052aee09d8SJérôme Glisse 	flags |= write_fault ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
30650a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
30750a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_RETRY)
30873231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
30950a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
310f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
31174eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
31274eee180SJérôme Glisse 	}
31374eee180SJérôme Glisse 
31473231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
31574eee180SJérôme Glisse }
31674eee180SJérôme Glisse 
317da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
318da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
319da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
320da4c3c73SJérôme Glisse {
321c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
322c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
323ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
324da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
325da4c3c73SJérôme Glisse 
326da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
327da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
328f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
329da4c3c73SJérôme Glisse 
330da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
331da4c3c73SJérôme Glisse }
332da4c3c73SJérôme Glisse 
3335504ed29SJérôme Glisse /*
3345504ed29SJérôme Glisse  * hmm_vma_walk_hole() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
3355504ed29SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
3365504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3372aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3382aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3395504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
340085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3415504ed29SJérôme Glisse  *
3425504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3435504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3445504ed29SJérôme Glisse  */
3452aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3462aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
347da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
348da4c3c73SJérôme Glisse {
34974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
35074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
351ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
35263d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long i, page_size;
353da4c3c73SJérôme Glisse 
35474eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
35563d5066fSJérôme Glisse 	page_size = hmm_range_page_size(range);
35663d5066fSJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> range->page_shift;
35763d5066fSJérôme Glisse 
35863d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += page_size, i++) {
359f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
3602aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
36174eee180SJérôme Glisse 			int ret;
362da4c3c73SJérôme Glisse 
3632aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
3642aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
36573231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
36674eee180SJérôme Glisse 				return ret;
36774eee180SJérôme Glisse 		}
36874eee180SJérôme Glisse 	}
36974eee180SJérôme Glisse 
37073231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
3712aee09d8SJérôme Glisse }
3722aee09d8SJérôme Glisse 
3732aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
3742aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
3752aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
3762aee09d8SJérôme Glisse {
377f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
378f88a1e90SJérôme Glisse 
3792aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault)
3802aee09d8SJérôme Glisse 		return;
3812aee09d8SJérôme Glisse 
382023a019aSJérôme Glisse 	/*
383023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
384023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
385023a019aSJérôme Glisse 	 * be use in 2 fashions. The first one where the HMM user coalesce
386023a019aSJérôme Glisse 	 * multiple page fault into one request and set flags per pfns for
387023a019aSJérôme Glisse 	 * of those faults. The second one where the HMM user want to pre-
388023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
389023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
390023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
391023a019aSJérôme Glisse 	 */
392023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
393023a019aSJérôme Glisse 
3942aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
395f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
3962aee09d8SJérôme Glisse 		return;
397f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If this is device memory than only fault if explicitly requested */
398f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
399f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
400f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
401f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
402f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
403f88a1e90SJérôme Glisse 		}
4042aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4052aee09d8SJérôme Glisse 	}
406f88a1e90SJérôme Glisse 
407f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
408f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
409f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
410f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
411f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
412f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4132aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4142aee09d8SJérôme Glisse 	}
4152aee09d8SJérôme Glisse }
4162aee09d8SJérôme Glisse 
4172aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4182aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4192aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4202aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4212aee09d8SJérôme Glisse {
4222aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4232aee09d8SJérôme Glisse 
4242aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault) {
4252aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4262aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4272aee09d8SJérôme Glisse 	}
4282aee09d8SJérôme Glisse 
429a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4302aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4312aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4322aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
433a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4342aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4352aee09d8SJérôme Glisse 	}
4362aee09d8SJérôme Glisse }
4372aee09d8SJérôme Glisse 
4382aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4392aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4402aee09d8SJérôme Glisse {
4412aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4422aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4432aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4442aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4452aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4462aee09d8SJérôme Glisse 
4472aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4482aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4492aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4502aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4512aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4522aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4532aee09d8SJérôme Glisse }
4542aee09d8SJérôme Glisse 
455f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4562aee09d8SJérôme Glisse {
4572aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4582aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
459f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
460f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
461f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
462da4c3c73SJérôme Glisse }
463da4c3c73SJérôme Glisse 
464992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
465992de9a8SJérôme Glisse {
466992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
467992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
468992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
469992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
470992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
471992de9a8SJérôme Glisse }
472992de9a8SJérôme Glisse 
47353f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
47453f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
47553f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
47653f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
47753f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
47853f5c3f4SJérôme Glisse {
479992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
48053f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
481f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4822aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
4832aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
484f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
48553f5c3f4SJérôme Glisse 
4862aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
487f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
4882aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
4892aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
49053f5c3f4SJérôme Glisse 
4912aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
4922aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
49353f5c3f4SJérôme Glisse 
49453f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
495992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
496992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
497992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
498992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
499992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
500992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
501992de9a8SJérôme Glisse 		}
502391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
503992de9a8SJérôme Glisse 	}
504992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
505992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
506992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
507992de9a8SJérôme Glisse 	}
50853f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
50953f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
510992de9a8SJérôme Glisse #else
511992de9a8SJérôme Glisse 	/* If THP is not enabled then we should never reach that code ! */
512992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
513992de9a8SJérôme Glisse #endif
51453f5c3f4SJérôme Glisse }
51553f5c3f4SJérôme Glisse 
516f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5172aee09d8SJérôme Glisse {
518789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5192aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
520f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
521f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
522f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5232aee09d8SJérôme Glisse }
5242aee09d8SJérôme Glisse 
52553f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
52653f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
52753f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
52853f5c3f4SJérôme Glisse {
52953f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
530f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
53153f5c3f4SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5322aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5332aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
53453f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
535f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
53653f5c3f4SJérôme Glisse 
537f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
53873231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
53953f5c3f4SJérôme Glisse 
54053f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
54173231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
54273231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5432aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
54453f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
54553f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
54653f5c3f4SJérôme Glisse 	}
54753f5c3f4SJérôme Glisse 
54853f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
54953f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
55053f5c3f4SJérôme Glisse 
55153f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5522aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
55353f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
55453f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
55553f5c3f4SJérôme Glisse 		}
55653f5c3f4SJérôme Glisse 
55753f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
55853f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
55953f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
56053f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
56153f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
562f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
563f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5642aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
565f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
566f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
567f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
568f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
569f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
570391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
571391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
572f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
57353f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
57453f5c3f4SJérôme Glisse 		}
57553f5c3f4SJérôme Glisse 
57653f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
5772aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
57853f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
57953f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
58053f5c3f4SJérôme Glisse 				migration_entry_wait(vma->vm_mm,
58153f5c3f4SJérôme Glisse 						     pmdp, addr);
58273231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
58353f5c3f4SJérôme Glisse 			}
58453f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
58553f5c3f4SJérôme Glisse 		}
58653f5c3f4SJérôme Glisse 
58753f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
588f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
58953f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
59073231612SJérôme Glisse 	} else {
59173231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
59273231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
59373231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
59453f5c3f4SJérôme Glisse 	}
59553f5c3f4SJérôme Glisse 
5962aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
59753f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
59853f5c3f4SJérôme Glisse 
599992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
600992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
601992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
602992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
603992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
604992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
605992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
606992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
607992de9a8SJérôme Glisse 	}
608992de9a8SJérôme Glisse 
609391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
61053f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
61153f5c3f4SJérôme Glisse 
61253f5c3f4SJérôme Glisse fault:
613992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
614992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
615992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
616992de9a8SJérôme Glisse 	}
61753f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
61853f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6192aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
62053f5c3f4SJérôme Glisse }
62153f5c3f4SJérôme Glisse 
622da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
623da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
624da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
625da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
626da4c3c73SJérôme Glisse {
62774eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
62874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
629d08faca0SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
630ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
631da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
632da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
633da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
634da4c3c73SJérôme Glisse 
635d08faca0SJérôme Glisse 
636d08faca0SJérôme Glisse again:
637d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
638d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
639d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
640d08faca0SJérôme Glisse 
641d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
642d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
643d08faca0SJérôme Glisse 
644d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
645d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
646d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
647d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
648d08faca0SJérôme Glisse 
649d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
650d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
651d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
652d08faca0SJérôme Glisse 
653d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
654d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
655d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
656d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
657d08faca0SJérôme Glisse 			pmd_migration_entry_wait(vma->vm_mm, pmdp);
65873231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
659d08faca0SJérôme Glisse 		}
660d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
661d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
662d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
663d08faca0SJérôme Glisse 
664d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
665da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
666da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
667da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
668da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
669da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
670da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its a transparent
671da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
672da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
673da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
674da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
675da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
676da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
677da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
678da4c3c73SJérôme Glisse 
679d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
68053f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
681da4c3c73SJérôme Glisse 	}
682da4c3c73SJérôme Glisse 
683d08faca0SJérôme Glisse 	/*
684d08faca0SJérôme Glisse 	 * We have handled all the valid case above ie either none, migration,
685d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
686d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
687d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
688d08faca0SJérôme Glisse 	 */
689d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
690da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
691da4c3c73SJérôme Glisse 
692da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
693d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
694da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
69553f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
696da4c3c73SJérôme Glisse 
69753f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
69853f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
69953f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
70074eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
70153f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
70274eee180SJérôme Glisse 		}
703da4c3c73SJérôme Glisse 	}
704992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
705992de9a8SJérôme Glisse 		/*
706992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
707992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
708992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
709992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
710992de9a8SJérôme Glisse 		 */
711992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
712992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
713992de9a8SJérôme Glisse 	}
714da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
715da4c3c73SJérôme Glisse 
71653f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
717da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
718da4c3c73SJérôme Glisse }
719da4c3c73SJérôme Glisse 
720992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
721992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
722992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
723992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
724992de9a8SJérôme Glisse {
725992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
726992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
727992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
728992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
729992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
730992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
731992de9a8SJérôme Glisse 
732992de9a8SJérôme Glisse again:
733992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
734992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
735992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
736992de9a8SJérôme Glisse 
737992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
738992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
739992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
740992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
741992de9a8SJérôme Glisse 
742992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
743992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
744992de9a8SJérôme Glisse 
745992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
746992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
747992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
748992de9a8SJérôme Glisse 
749992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
750992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
751992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
752992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
753992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
754992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
755992de9a8SJérôme Glisse 
756992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
757992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
758992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
759992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
760992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
761992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
762391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
763391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
764992de9a8SJérôme Glisse 		}
765992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
766992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
767992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
768992de9a8SJérôme Glisse 		}
769992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
770992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
771992de9a8SJérôme Glisse 	}
772992de9a8SJérôme Glisse 
773992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
774992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
775992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
776992de9a8SJérôme Glisse 
777992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
778992de9a8SJérôme Glisse 	do {
779992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
780992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
781992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
782992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
783992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
784992de9a8SJérôme Glisse 
785992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
786992de9a8SJérôme Glisse }
787992de9a8SJérôme Glisse 
78863d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
78963d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
79063d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
79163d5066fSJérôme Glisse {
79263d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
79363d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask, size, pfn_inc;
79463d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
79563d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
79663d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
79763d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
79863d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
79963d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
80063d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
80163d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
80263d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
80363d5066fSJérôme Glisse 
80463d5066fSJérôme Glisse 	size = 1UL << huge_page_shift(h);
80563d5066fSJérôme Glisse 	mask = size - 1;
80663d5066fSJérôme Glisse 	if (range->page_shift != PAGE_SHIFT) {
80763d5066fSJérôme Glisse 		/* Make sure we are looking at full page. */
80863d5066fSJérôme Glisse 		if (start & mask)
80963d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
81063d5066fSJérôme Glisse 		if (end < (start + size))
81163d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
81263d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = size >> PAGE_SHIFT;
81363d5066fSJérôme Glisse 	} else {
81463d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = 1;
81563d5066fSJérôme Glisse 		size = PAGE_SIZE;
81663d5066fSJérôme Glisse 	}
81763d5066fSJérôme Glisse 
81863d5066fSJérôme Glisse 
81963d5066fSJérôme Glisse 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
82063d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
82163d5066fSJérôme Glisse 
82263d5066fSJérôme Glisse 	i = (start - range->start) >> range->page_shift;
82363d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
82463d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
82563d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
82663d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
82763d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
82863d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
82963d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
83063d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
83163d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
83263d5066fSJérôme Glisse 	}
83363d5066fSJérôme Glisse 
83463d5066fSJérôme Glisse 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> range->page_shift);
83563d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += size, i++, pfn += pfn_inc)
836391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
837391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
83863d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
83963d5066fSJérôme Glisse 
84063d5066fSJérôme Glisse unlock:
84163d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
84263d5066fSJérôme Glisse 
84363d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
84463d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
84563d5066fSJérôme Glisse 
84663d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
84763d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
84863d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
84963d5066fSJérôme Glisse #endif
85063d5066fSJérôme Glisse }
85163d5066fSJérôme Glisse 
852f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
853f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
85433cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
85533cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
85633cd47dcSJérôme Glisse {
85733cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
858f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
85933cd47dcSJérôme Glisse }
86033cd47dcSJérôme Glisse 
861da4c3c73SJérôme Glisse /*
862a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
863a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
864a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
865a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
866a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
86763d5066fSJérôme Glisse  * @page_shift: expect page shift for the range
868a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
869a3e0d41cSJérôme Glisse  *
870a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
871a3e0d41cSJérôme Glisse  */
872a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
873e36acfe6SJason Gunthorpe 		       struct hmm_mirror *mirror,
874a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
87563d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned long end,
87663d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned page_shift)
877a3e0d41cSJérôme Glisse {
87863d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long mask = ((1UL << page_shift) - 1UL);
879e36acfe6SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
880*5a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
88163d5066fSJérôme Glisse 
882a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
883a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
884a3e0d41cSJérôme Glisse 
88563d5066fSJérôme Glisse 	if ((start & mask) || (end & mask))
88663d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
88763d5066fSJérôme Glisse 	if (start >= end)
888a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
889a3e0d41cSJérôme Glisse 
89063d5066fSJérôme Glisse 	range->page_shift = page_shift;
891a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
892a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
893a3e0d41cSJérôme Glisse 
89447f24598SJason Gunthorpe 	/* Prevent hmm_release() from running while the range is valid */
89547f24598SJason Gunthorpe 	if (!mmget_not_zero(hmm->mm))
896a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
897a3e0d41cSJérôme Glisse 
898085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
899*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
900a3e0d41cSJérôme Glisse 
901085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
902e36acfe6SJason Gunthorpe 	kref_get(&hmm->kref);
903157816f3SJason Gunthorpe 	list_add(&range->list, &hmm->ranges);
904a3e0d41cSJérôme Glisse 
905a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
906a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
907a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
908a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
909085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
910a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
911*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
912a3e0d41cSJérôme Glisse 
913a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
914a3e0d41cSJérôme Glisse }
915a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
916a3e0d41cSJérôme Glisse 
917a3e0d41cSJérôme Glisse /*
918a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
919a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
920a3e0d41cSJérôme Glisse  *
921a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
922a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
923a3e0d41cSJérôme Glisse  */
924a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
925a3e0d41cSJérôme Glisse {
926085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
927*5a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
928085ea250SRalph Campbell 
929*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
93047f24598SJason Gunthorpe 	list_del_init(&range->list);
931*5a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
932a3e0d41cSJérôme Glisse 
933a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
93447f24598SJason Gunthorpe 	mmput(hmm->mm);
935085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
9362dcc3eb8SJason Gunthorpe 
9372dcc3eb8SJason Gunthorpe 	/*
9382dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * The range is now invalid and the ref on the hmm is dropped, so
9392dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * poison the pointer.  Leave other fields in place, for the caller's
9402dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * use.
9412dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 */
9422dcc3eb8SJason Gunthorpe 	range->valid = false;
9432dcc3eb8SJason Gunthorpe 	memset(&range->hmm, POISON_INUSE, sizeof(range->hmm));
944a3e0d41cSJérôme Glisse }
945a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
946a3e0d41cSJérôme Glisse 
947a3e0d41cSJérôme Glisse /*
94825f23a0cSJérôme Glisse  * hmm_range_snapshot() - snapshot CPU page table for a range
94925f23a0cSJérôme Glisse  * @range: range
950085ea250SRalph Campbell  * Return: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, -EPERM invalid
951a3e0d41cSJérôme Glisse  *          permission (for instance asking for write and range is read only),
952a3e0d41cSJérôme Glisse  *          -EAGAIN if you need to retry, -EFAULT invalid (ie either no valid
953a3e0d41cSJérôme Glisse  *          vma or it is illegal to access that range), number of valid pages
954a3e0d41cSJérôme Glisse  *          in range->pfns[] (from range start address).
955da4c3c73SJérôme Glisse  *
956da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
957a3e0d41cSJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See in include/linux/hmm.h for example
958a3e0d41cSJérôme Glisse  * on how to use.
959da4c3c73SJérôme Glisse  */
96025f23a0cSJérôme Glisse long hmm_range_snapshot(struct hmm_range *range)
961da4c3c73SJérôme Glisse {
96263d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
963a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
96474eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
965a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
966a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
967da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
968704f3f2cSJérôme Glisse 
96947f24598SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held(&hmm->mm->mmap_sem);
970a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
971a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
972a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid)
973a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
974a3e0d41cSJérôme Glisse 
975a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
97663d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
977a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
978a3e0d41cSJérôme Glisse 
97963d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
9801c2308f0SJason Gunthorpe 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
9811c2308f0SJason Gunthorpe 				    range->page_shift &&
98263d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
98363d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
98463d5066fSJérôme Glisse 		} else {
98563d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
98663d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
98763d5066fSJérôme Glisse 		}
98863d5066fSJérôme Glisse 
98986586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
99086586a41SJérôme Glisse 			/*
991a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
992a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
993a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
99486586a41SJérôme Glisse 			 */
995a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
996a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
99786586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
99886586a41SJérôme Glisse 		}
99986586a41SJérôme Glisse 
1000a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1001992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1002a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
100374eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = false;
100474eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
100574eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1006a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
100774eee180SJérôme Glisse 
1008da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
1009da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
1010da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
1011da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
1012da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1013992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
1014da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
1015da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
101663d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
1017da4c3c73SJérôme Glisse 
1018a3e0d41cSJérôme Glisse 		walk_page_range(start, end, &mm_walk);
1019a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1020a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1021a3e0d41cSJérôme Glisse 
102225f23a0cSJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1023da4c3c73SJérôme Glisse }
102425f23a0cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_snapshot);
1025da4c3c73SJérôme Glisse 
1026da4c3c73SJérôme Glisse /*
102773231612SJérôme Glisse  * hmm_range_fault() - try to fault some address in a virtual address range
102808232a45SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
102974eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1030085ea250SRalph Campbell  * Return: number of valid pages in range->pfns[] (from range start
103173231612SJérôme Glisse  *          address). This may be zero. If the return value is negative,
103273231612SJérôme Glisse  *          then one of the following values may be returned:
103373231612SJérôme Glisse  *
103473231612SJérôme Glisse  *           -EINVAL  invalid arguments or mm or virtual address are in an
103563d5066fSJérôme Glisse  *                    invalid vma (for instance device file vma).
103673231612SJérôme Glisse  *           -ENOMEM: Out of memory.
103773231612SJérôme Glisse  *           -EPERM:  Invalid permission (for instance asking for write and
103873231612SJérôme Glisse  *                    range is read only).
103973231612SJérôme Glisse  *           -EAGAIN: If you need to retry and mmap_sem was drop. This can only
104073231612SJérôme Glisse  *                    happens if block argument is false.
104173231612SJérôme Glisse  *           -EBUSY:  If the the range is being invalidated and you should wait
104273231612SJérôme Glisse  *                    for invalidation to finish.
104373231612SJérôme Glisse  *           -EFAULT: Invalid (ie either no valid vma or it is illegal to access
104473231612SJérôme Glisse  *                    that range), number of valid pages in range->pfns[] (from
104573231612SJérôme Glisse  *                    range start address).
104674eee180SJérôme Glisse  *
104774eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
104873231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
104973231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
105074eee180SJérôme Glisse  *
1051ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
1052ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
105374eee180SJérôme Glisse  */
105473231612SJérôme Glisse long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, bool block)
105574eee180SJérôme Glisse {
105663d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
1057a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
105874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
1059a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
1060a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
106174eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
106274eee180SJérôme Glisse 	int ret;
106374eee180SJérôme Glisse 
106447f24598SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held(&hmm->mm->mmap_sem);
1065a3e0d41cSJérôme Glisse 
1066a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
1067a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1068a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
1069a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mm->mmap_sem);
1070a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1071704f3f2cSJérôme Glisse 		}
107274eee180SJérôme Glisse 
1073a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
107463d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1075a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1076a3e0d41cSJérôme Glisse 
107763d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
107863d5066fSJérôme Glisse 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
107963d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift &&
108063d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
108163d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
108263d5066fSJérôme Glisse 		} else {
108363d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
108463d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
108563d5066fSJérôme Glisse 		}
108663d5066fSJérôme Glisse 
108786586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
108886586a41SJérôme Glisse 			/*
1089a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1090a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1091a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
109286586a41SJérôme Glisse 			 */
1093a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1094a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
109586586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
109686586a41SJérôme Glisse 		}
109774eee180SJérôme Glisse 
1098a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1099992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1100a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
110174eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = true;
110274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.block = block;
110374eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
110474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1105a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
110674eee180SJérôme Glisse 
110774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
110874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
110974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
111074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
111174eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1112992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
111374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
111474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
111563d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
111674eee180SJérôme Glisse 
111774eee180SJérôme Glisse 		do {
1118a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
111974eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
1120a3e0d41cSJérôme Glisse 
112173231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
112273231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
112374eee180SJérôme Glisse 
112474eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
112574eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
112674eee180SJérôme Glisse 
112774eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1128a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1129a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
113073231612SJérôme Glisse 			return ret;
113174eee180SJérôme Glisse 		}
1132a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1133a3e0d41cSJérôme Glisse 
1134a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1135704f3f2cSJérôme Glisse 
113673231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
113774eee180SJérôme Glisse }
113873231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
113955c0ece8SJérôme Glisse 
114055c0ece8SJérôme Glisse /**
114155c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_map() - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
114255c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
114355c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against to dma map page to
114455c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
114555c0ece8SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1146085ea250SRalph Campbell  * Return: number of pages mapped on success, -EAGAIN if mmap_sem have been
114755c0ece8SJérôme Glisse  *          drop and you need to try again, some other error value otherwise
114855c0ece8SJérôme Glisse  *
114955c0ece8SJérôme Glisse  * Note same usage pattern as hmm_range_fault().
115055c0ece8SJérôme Glisse  */
115155c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range,
115255c0ece8SJérôme Glisse 		       struct device *device,
115355c0ece8SJérôme Glisse 		       dma_addr_t *daddrs,
115455c0ece8SJérôme Glisse 		       bool block)
115555c0ece8SJérôme Glisse {
115655c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
115755c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
115855c0ece8SJérôme Glisse 
115955c0ece8SJérôme Glisse 	ret = hmm_range_fault(range, block);
116055c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
116155c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
116255c0ece8SJérôme Glisse 
116355c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
116455c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
116555c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
116655c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
116755c0ece8SJérôme Glisse 
116855c0ece8SJérôme Glisse 		/*
116955c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
117055c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
117155c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
117255c0ece8SJérôme Glisse 		 *
117355c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
117455c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
117555c0ece8SJérôme Glisse 		 */
117655c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
117755c0ece8SJérôme Glisse 
1178391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
117955c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
118055c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
118155c0ece8SJérôme Glisse 
118255c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
118355c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
118455c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
118555c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
118655c0ece8SJérôme Glisse 		}
118755c0ece8SJérôme Glisse 
118855c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
118955c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
119055c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
119155c0ece8SJérôme Glisse 
119255c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
119355c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
119455c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
119555c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
119655c0ece8SJérôme Glisse 		}
119755c0ece8SJérôme Glisse 
119855c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
119955c0ece8SJérôme Glisse 	}
120055c0ece8SJérôme Glisse 
120155c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
120255c0ece8SJérôme Glisse 
120355c0ece8SJérôme Glisse unmap:
120455c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
120555c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
120655c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
120755c0ece8SJérôme Glisse 
1208391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
120955c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
121055c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
121155c0ece8SJérôme Glisse 
121255c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
121355c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
121455c0ece8SJérôme Glisse 
121555c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
121655c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
121755c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
121855c0ece8SJérôme Glisse 
121955c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
122055c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
122155c0ece8SJérôme Glisse 	}
122255c0ece8SJérôme Glisse 
122355c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
122455c0ece8SJérôme Glisse }
122555c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
122655c0ece8SJérôme Glisse 
122755c0ece8SJérôme Glisse /**
122855c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
122955c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
123055c0ece8SJérôme Glisse  * @vma: the vma against which the range (optional)
123155c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
123255c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
123355c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1234085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
123555c0ece8SJérôme Glisse  *
123655c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
123755c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
123855c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
123955c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
124055c0ece8SJérôme Glisse  */
124155c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
124255c0ece8SJérôme Glisse 			 struct vm_area_struct *vma,
124355c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
124455c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
124555c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
124655c0ece8SJérôme Glisse {
124755c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
124855c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
124955c0ece8SJérôme Glisse 
125055c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
125155c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
125255c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
125355c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
125455c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
125555c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
125655c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
125755c0ece8SJérôme Glisse 
125855c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
125955c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
126055c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
126155c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
126255c0ece8SJérôme Glisse 
1263391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
126455c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
126555c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
126655c0ece8SJérôme Glisse 
126755c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
126855c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
126955c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
127055c0ece8SJérôme Glisse 
127155c0ece8SJérôme Glisse 			/*
127255c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
127355c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
127455c0ece8SJérôme Glisse 			 */
127555c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
127655c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
127755c0ece8SJérôme Glisse 		}
127855c0ece8SJérôme Glisse 
127955c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
128055c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
128155c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
128255c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
128355c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
128455c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
128555c0ece8SJérôme Glisse 	}
128655c0ece8SJérôme Glisse 
128755c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
128855c0ece8SJérôme Glisse }
128955c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
1290c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
12914ef589dcSJérôme Glisse 
12924ef589dcSJérôme Glisse 
1293df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
12944ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
12954ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
12964ef589dcSJérôme Glisse {
12974ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
12984ef589dcSJérôme Glisse 
12994ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
13004ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
13014ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
13024ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
13034ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
13044ef589dcSJérôme Glisse }
13054ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
13064ef589dcSJérôme Glisse 
13074ef589dcSJérôme Glisse 
13084ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
13094ef589dcSJérôme Glisse {
13104ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13114ef589dcSJérôme Glisse 
13124ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
13134ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
13144ef589dcSJérôme Glisse }
13154ef589dcSJérôme Glisse 
13164ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
13174ef589dcSJérôme Glisse {
13184ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
13194ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13204ef589dcSJérôme Glisse 
13214ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
1322bbecd94eSDan Williams 	wait_for_completion(&devmem->completion);
13234ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
13244ef589dcSJérôme Glisse }
13254ef589dcSJérôme Glisse 
1326bbecd94eSDan Williams static void hmm_devmem_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
13274ef589dcSJérôme Glisse {
13284ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
13294ef589dcSJérôme Glisse }
13304ef589dcSJérôme Glisse 
1331b57e622eSSouptick Joarder static vm_fault_t hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
13324ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
13334ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
13344ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
13354ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
13364ef589dcSJérôme Glisse {
13374ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
13384ef589dcSJérôme Glisse 
13394ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
13404ef589dcSJérôme Glisse }
13414ef589dcSJérôme Glisse 
13424ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
13434ef589dcSJérôme Glisse {
13444ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
13454ef589dcSJérôme Glisse 
13462fa147bdSDan Williams 	page->mapping = NULL;
13472fa147bdSDan Williams 
13484ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
13494ef589dcSJérôme Glisse }
13504ef589dcSJérôme Glisse 
13514ef589dcSJérôme Glisse /*
13524ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
13534ef589dcSJérôme Glisse  *
13544ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
13554ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
13564ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
1357085ea250SRalph Campbell  * Return: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
13584ef589dcSJérôme Glisse  *
13594ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
13604ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
13614ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
13624ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
13634ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
13644ef589dcSJérôme Glisse  *
13654ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
13664ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
13674ef589dcSJérôme Glisse  */
13684ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
13694ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
13704ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
13714ef589dcSJérôme Glisse {
13724ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13734ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
1374bbecd94eSDan Williams 	void *result;
13754ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
13764ef589dcSJérôme Glisse 
1377e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
13784ef589dcSJérôme Glisse 
137958ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
13804ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
13814ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
13824ef589dcSJérôme Glisse 
13834ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
13844ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
13854ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
13864ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
13874ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
13884ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
13894ef589dcSJérôme Glisse 
13904ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
13914ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
13924ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
139358ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
13944ef589dcSJérôme Glisse 
139558ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
13964ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
139758ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
13984ef589dcSJérôme Glisse 
13994ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
14004ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
14014ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
14024ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
14034ef589dcSJérôme Glisse 
14044ef589dcSJérôme Glisse 	/*
14054ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
14064ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
14074ef589dcSJérôme Glisse 	 *
14084ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
14094ef589dcSJérôme Glisse 	 */
14104ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
14114ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
14124ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
14134ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
14144ef589dcSJérôme Glisse 
14154ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
14164ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
141758ef15b7SDan Williams 		if (!devmem->resource)
141858ef15b7SDan Williams 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
14194ef589dcSJérôme Glisse 		break;
14204ef589dcSJérôme Glisse 	}
142158ef15b7SDan Williams 	if (!devmem->resource)
142258ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(-ERANGE);
14234ef589dcSJérôme Glisse 
14244ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
14254ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
14264ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
14274ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1428063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
14294ef589dcSJérôme Glisse 
1430bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1431bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1432bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1433bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1434bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1435bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1436bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
143758ef15b7SDan Williams 
1438bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1439bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1440bbecd94eSDan Williams 		return result;
14414ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
14424ef589dcSJérôme Glisse }
144302917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add);
14444ef589dcSJérôme Glisse 
1445d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1446d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1447d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1448d3df0a42SJérôme Glisse {
1449d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1450bbecd94eSDan Williams 	void *result;
1451d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1452d3df0a42SJérôme Glisse 
1453d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1454d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1455d3df0a42SJérôme Glisse 
1456e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
1457d3df0a42SJérôme Glisse 
145858ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
1459d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1460d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1461d3df0a42SJérôme Glisse 
1462d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1463d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1464d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1465d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1466d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1467d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1468d3df0a42SJérôme Glisse 
1469d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1470d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1471d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
147258ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1473d3df0a42SJérôme Glisse 
147458ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit,
147558ef15b7SDan Williams 			&devmem->ref);
1476d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
147758ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1478d3df0a42SJérôme Glisse 
1479d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1480d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1481d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1482063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
1483d3df0a42SJérôme Glisse 
1484bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
1485bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1486bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1487bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1488bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1489bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1490bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
149158ef15b7SDan Williams 
1492bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1493bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1494bbecd94eSDan Williams 		return result;
1495d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1496d3df0a42SJérôme Glisse }
149702917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add_resource);
1498d3df0a42SJérôme Glisse 
14994ef589dcSJérôme Glisse /*
1500858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1501858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1502858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1503858b54daSJérôme Glisse  */
1504858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1505858b54daSJérôme Glisse 
1506858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1507858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1508858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1509858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1510858b54daSJérôme Glisse 
1511858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1512858b54daSJérôme Glisse {
1513858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1514858b54daSJérôme Glisse 
1515858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1516858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1517858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1518858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1519858b54daSJérôme Glisse 
1520858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1521858b54daSJérôme Glisse }
1522858b54daSJérôme Glisse 
1523858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1524858b54daSJérôme Glisse {
1525858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1526858b54daSJérôme Glisse 
1527858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1528858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1529858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1530858b54daSJérôme Glisse 
1531858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1532858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1533858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1534858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1535858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1536858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1537858b54daSJérôme Glisse 	}
1538858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1539858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1540858b54daSJérôme Glisse 
1541858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1542858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1543858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1544858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1545858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1546858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1547858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1548858b54daSJérôme Glisse 
1549858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1550858b54daSJérôme Glisse }
1551858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1552858b54daSJérôme Glisse 
1553858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1554858b54daSJérôme Glisse {
1555858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1556858b54daSJérôme Glisse }
1557858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1558858b54daSJérôme Glisse 
1559858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1560858b54daSJérôme Glisse {
1561858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1562858b54daSJérôme Glisse 
1563858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1564858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1565858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1566858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1567858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1568858b54daSJérôme Glisse 
1569858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1570858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1571858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1572858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1573858b54daSJérôme Glisse 	}
1574858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1575858b54daSJérôme Glisse }
1576858b54daSJérôme Glisse 
1577858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1578df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
1579