xref: /linux/mm/hmm.c (revision 6d7c3cde93c1d9ac0b37f78ec3f2ff052159a242)
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>
237b2d55d2SJérôme Glisse #include <linux/jump_label.h>
2455c0ece8SJérôme Glisse #include <linux/dma-mapping.h>
25c0b12405SJérôme Glisse #include <linux/mmu_notifier.h>
264ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memory_hotplug.h>
274ef589dcSJérôme Glisse 
284ef589dcSJérôme Glisse #define PA_SECTION_SIZE (1UL << PA_SECTION_SHIFT)
29133ff0eaSJérôme Glisse 
306b368cd4SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR)
31c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
32c0b12405SJérôme Glisse 
33704f3f2cSJérôme Glisse static inline struct hmm *mm_get_hmm(struct mm_struct *mm)
34133ff0eaSJérôme Glisse {
35c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mm->hmm);
36704f3f2cSJérôme Glisse 
37704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm && kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
38704f3f2cSJérôme Glisse 		return hmm;
39704f3f2cSJérôme Glisse 
40704f3f2cSJérôme Glisse 	return NULL;
41704f3f2cSJérôme Glisse }
42704f3f2cSJérôme Glisse 
43704f3f2cSJérôme Glisse /**
44704f3f2cSJérôme Glisse  * hmm_get_or_create - register HMM against an mm (HMM internal)
45704f3f2cSJérôme Glisse  *
46704f3f2cSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
47704f3f2cSJérôme Glisse  * Returns: returns an HMM object, either by referencing the existing
48704f3f2cSJérôme Glisse  *          (per-process) object, or by creating a new one.
49704f3f2cSJérôme Glisse  *
50704f3f2cSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. If mm already
51704f3f2cSJérôme Glisse  * has an HMM struct then it get a reference on it and returns it. Otherwise
52704f3f2cSJérôme Glisse  * it allocates an HMM struct, initializes it, associate it with the mm and
53704f3f2cSJérôme Glisse  * returns it.
54704f3f2cSJérôme Glisse  */
55704f3f2cSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_get_or_create(struct mm_struct *mm)
56704f3f2cSJérôme Glisse {
57704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm_get_hmm(mm);
58c0b12405SJérôme Glisse 	bool cleanup = false;
59133ff0eaSJérôme Glisse 
60c0b12405SJérôme Glisse 	if (hmm)
61c0b12405SJérôme Glisse 		return hmm;
62c0b12405SJérôme Glisse 
63c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
64c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
65c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
66a3e0d41cSJérôme Glisse 	init_waitqueue_head(&hmm->wq);
67c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
68c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
69c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
70da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
71a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_init(&hmm->lock);
72704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_init(&hmm->kref);
73a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers = 0;
74a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = false;
75c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
76c0b12405SJérôme Glisse 
77c0b12405SJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
78c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm->hmm)
79c0b12405SJérôme Glisse 		mm->hmm = hmm;
80c0b12405SJérôme Glisse 	else
81c0b12405SJérôme Glisse 		cleanup = true;
82c0b12405SJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
83c0b12405SJérôme Glisse 
8486a2d598SRalph Campbell 	if (cleanup)
8586a2d598SRalph Campbell 		goto error;
8686a2d598SRalph Campbell 
8786a2d598SRalph Campbell 	/*
8886a2d598SRalph Campbell 	 * We should only get here if hold the mmap_sem in write mode ie on
8986a2d598SRalph Campbell 	 * registration of first mirror through hmm_mirror_register()
9086a2d598SRalph Campbell 	 */
9186a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
9286a2d598SRalph Campbell 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm))
9386a2d598SRalph Campbell 		goto error_mm;
94c0b12405SJérôme Glisse 
95704f3f2cSJérôme Glisse 	return hmm;
9686a2d598SRalph Campbell 
9786a2d598SRalph Campbell error_mm:
9886a2d598SRalph Campbell 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
9986a2d598SRalph Campbell 	if (mm->hmm == hmm)
10086a2d598SRalph Campbell 		mm->hmm = NULL;
10186a2d598SRalph Campbell 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
10286a2d598SRalph Campbell error:
10386a2d598SRalph Campbell 	kfree(hmm);
10486a2d598SRalph Campbell 	return NULL;
105133ff0eaSJérôme Glisse }
106133ff0eaSJérôme Glisse 
107*6d7c3cdeSJason Gunthorpe static void hmm_free_rcu(struct rcu_head *rcu)
108*6d7c3cdeSJason Gunthorpe {
109*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	kfree(container_of(rcu, struct hmm, rcu));
110*6d7c3cdeSJason Gunthorpe }
111*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 
112704f3f2cSJérôme Glisse static void hmm_free(struct kref *kref)
113704f3f2cSJérôme Glisse {
114704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = container_of(kref, struct hmm, kref);
115704f3f2cSJérôme Glisse 	struct mm_struct *mm = hmm->mm;
116704f3f2cSJérôme Glisse 
117704f3f2cSJérôme Glisse 	mmu_notifier_unregister_no_release(&hmm->mmu_notifier, mm);
118704f3f2cSJérôme Glisse 
119704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
120704f3f2cSJérôme Glisse 	if (mm->hmm == hmm)
121704f3f2cSJérôme Glisse 		mm->hmm = NULL;
122704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
123704f3f2cSJérôme Glisse 
124*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	mmu_notifier_call_srcu(&hmm->rcu, hmm_free_rcu);
125704f3f2cSJérôme Glisse }
126704f3f2cSJérôme Glisse 
127704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
128704f3f2cSJérôme Glisse {
129704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
130704f3f2cSJérôme Glisse }
131704f3f2cSJérôme Glisse 
132133ff0eaSJérôme Glisse void hmm_mm_destroy(struct mm_struct *mm)
133133ff0eaSJérôme Glisse {
134704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm;
135704f3f2cSJérôme Glisse 
136704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
137704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm = mm_get_hmm(mm);
138704f3f2cSJérôme Glisse 	mm->hmm = NULL;
139704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm) {
140704f3f2cSJérôme Glisse 		hmm->mm = NULL;
141a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm->dead = true;
142704f3f2cSJérôme Glisse 		spin_unlock(&mm->page_table_lock);
143704f3f2cSJérôme Glisse 		hmm_put(hmm);
144704f3f2cSJérôme Glisse 		return;
145704f3f2cSJérôme Glisse 	}
146704f3f2cSJérôme Glisse 
147704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
148133ff0eaSJérôme Glisse }
149c0b12405SJérôme Glisse 
150a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
151c0b12405SJérôme Glisse {
152*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
153c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
154da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
155da4c3c73SJérôme Glisse 
156*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	/* Bail out if hmm is in the process of being freed */
157*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
158*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
159*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 
160a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Report this HMM as dying. */
161a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = true;
162da4c3c73SJérôme Glisse 
163a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Wake-up everyone waiting on any range. */
164a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
165085ea250SRalph Campbell 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list)
166da4c3c73SJérôme Glisse 		range->valid = false;
167a3e0d41cSJérôme Glisse 	wake_up_all(&hmm->wq);
168a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
169e1401513SRalph Campbell 
170e1401513SRalph Campbell 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
171e1401513SRalph Campbell 	mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors, struct hmm_mirror,
172e1401513SRalph Campbell 					  list);
173e1401513SRalph Campbell 	while (mirror) {
174e1401513SRalph Campbell 		list_del_init(&mirror->list);
175e1401513SRalph Campbell 		if (mirror->ops->release) {
176e1401513SRalph Campbell 			/*
177085ea250SRalph Campbell 			 * Drop mirrors_sem so the release callback can wait
178085ea250SRalph Campbell 			 * on any pending work that might itself trigger a
179085ea250SRalph Campbell 			 * mmu_notifier callback and thus would deadlock with
180085ea250SRalph Campbell 			 * us.
181e1401513SRalph Campbell 			 */
182e1401513SRalph Campbell 			up_write(&hmm->mirrors_sem);
183e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
184e1401513SRalph Campbell 			down_write(&hmm->mirrors_sem);
185e1401513SRalph Campbell 		}
186e1401513SRalph Campbell 		mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors,
187e1401513SRalph Campbell 						  struct hmm_mirror, list);
188e1401513SRalph Campbell 	}
189e1401513SRalph Campbell 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
190704f3f2cSJérôme Glisse 
191704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
192e1401513SRalph Campbell }
193e1401513SRalph Campbell 
19493065ac7SMichal Hocko static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
195a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
196c0b12405SJérôme Glisse {
197*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
198a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
199ec131b2dSJérôme Glisse 	struct hmm_update update;
200a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
201a3e0d41cSJérôme Glisse 	int ret = 0;
202c0b12405SJérôme Glisse 
203*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
204*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
205c0b12405SJérôme Glisse 
206a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.start = nrange->start;
207a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.end = nrange->end;
208ec131b2dSJérôme Glisse 	update.event = HMM_UPDATE_INVALIDATE;
209dfcd6660SJérôme Glisse 	update.blockable = mmu_notifier_range_blockable(nrange);
210a3e0d41cSJérôme Glisse 
211dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
212a3e0d41cSJérôme Glisse 		mutex_lock(&hmm->lock);
213a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!mutex_trylock(&hmm->lock)) {
214a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
215a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
216a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
217a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
218a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
219a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (update.end < range->start || update.start >= range->end)
220a3e0d41cSJérôme Glisse 			continue;
221a3e0d41cSJérôme Glisse 
222a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = false;
223a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
224a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
225a3e0d41cSJérôme Glisse 
226dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
227a3e0d41cSJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
228a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
229a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
230a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
231a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
232a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
233a3e0d41cSJérôme Glisse 		int ret;
234a3e0d41cSJérôme Glisse 
235a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, &update);
236085ea250SRalph Campbell 		if (!update.blockable && ret == -EAGAIN)
237085ea250SRalph Campbell 			break;
238a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
239a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
240a3e0d41cSJérôme Glisse 
241a3e0d41cSJérôme Glisse out:
242704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
243704f3f2cSJérôme Glisse 	return ret;
244c0b12405SJérôme Glisse }
245c0b12405SJérôme Glisse 
246c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
247a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
248c0b12405SJérôme Glisse {
249*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
250c0b12405SJérôme Glisse 
251*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
252*6d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
253c0b12405SJérôme Glisse 
254a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
255a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
256a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
257a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
258a3e0d41cSJérôme Glisse 
259a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
260a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
261a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
262a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
263a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
264a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
265a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
266a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
267a3e0d41cSJérôme Glisse 
268704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
269c0b12405SJérôme Glisse }
270c0b12405SJérôme Glisse 
271c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
272e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
273c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
274c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
275c0b12405SJérôme Glisse };
276c0b12405SJérôme Glisse 
277c0b12405SJérôme Glisse /*
278c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
279c0b12405SJérôme Glisse  *
280c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
281c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
282085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
283c0b12405SJérôme Glisse  *
284c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
285c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
286c0b12405SJérôme Glisse  *
287c0b12405SJérôme Glisse  * THE mm->mmap_sem MUST BE HELD IN WRITE MODE !
288c0b12405SJérôme Glisse  */
289c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
290c0b12405SJérôme Glisse {
291c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
292c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
293c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
294c0b12405SJérôme Glisse 
295704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
296c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
297c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
298c0b12405SJérôme Glisse 
299c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
300c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
301c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
302c0b12405SJérôme Glisse 
303c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
304c0b12405SJérôme Glisse }
305c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
306c0b12405SJérôme Glisse 
307c0b12405SJérôme Glisse /*
308c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
309c0b12405SJérôme Glisse  *
310085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
311c0b12405SJérôme Glisse  *
312c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
313c0b12405SJérôme Glisse  */
314c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
315c0b12405SJérôme Glisse {
316704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mirror->hmm);
317c0b12405SJérôme Glisse 
318704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm == NULL)
319c01cbba2SJérôme Glisse 		return;
320c01cbba2SJérôme Glisse 
321c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
322e1401513SRalph Campbell 	list_del_init(&mirror->list);
323704f3f2cSJérôme Glisse 	/* To protect us against double unregister ... */
324c01cbba2SJérôme Glisse 	mirror->hmm = NULL;
325c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
326c01cbba2SJérôme Glisse 
327704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
328c0b12405SJérôme Glisse }
329c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
330da4c3c73SJérôme Glisse 
33174eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
33274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
333992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
33474eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
33574eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
33674eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
33774eee180SJérôme Glisse };
33874eee180SJérôme Glisse 
3392aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
3402aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
34174eee180SJérôme Glisse {
3429b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
34374eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
344f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
34574eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
34650a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
34774eee180SJérôme Glisse 
34874eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
3492aee09d8SJérôme Glisse 	flags |= write_fault ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
35050a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
35150a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_RETRY)
35273231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
35350a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
354f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
35574eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
35674eee180SJérôme Glisse 	}
35774eee180SJérôme Glisse 
35873231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
35974eee180SJérôme Glisse }
36074eee180SJérôme Glisse 
361da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
362da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
363da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
364da4c3c73SJérôme Glisse {
365c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
366c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
367ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
368da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
369da4c3c73SJérôme Glisse 
370da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
371da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
372f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
373da4c3c73SJérôme Glisse 
374da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
375da4c3c73SJérôme Glisse }
376da4c3c73SJérôme Glisse 
3775504ed29SJérôme Glisse /*
3785504ed29SJérôme Glisse  * hmm_vma_walk_hole() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
3795504ed29SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
3805504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3812aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3822aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3835504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
384085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3855504ed29SJérôme Glisse  *
3865504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3875504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3885504ed29SJérôme Glisse  */
3892aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3902aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
391da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
392da4c3c73SJérôme Glisse {
39374eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
39474eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
395ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
39663d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long i, page_size;
397da4c3c73SJérôme Glisse 
39874eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
39963d5066fSJérôme Glisse 	page_size = hmm_range_page_size(range);
40063d5066fSJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> range->page_shift;
40163d5066fSJérôme Glisse 
40263d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += page_size, i++) {
403f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
4042aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
40574eee180SJérôme Glisse 			int ret;
406da4c3c73SJérôme Glisse 
4072aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
4082aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
40973231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
41074eee180SJérôme Glisse 				return ret;
41174eee180SJérôme Glisse 		}
41274eee180SJérôme Glisse 	}
41374eee180SJérôme Glisse 
41473231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
4152aee09d8SJérôme Glisse }
4162aee09d8SJérôme Glisse 
4172aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4182aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
4192aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
4202aee09d8SJérôme Glisse {
421f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
422f88a1e90SJérôme Glisse 
4232aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault)
4242aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4252aee09d8SJérôme Glisse 
426023a019aSJérôme Glisse 	/*
427023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
428023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
429023a019aSJérôme Glisse 	 * be use in 2 fashions. The first one where the HMM user coalesce
430023a019aSJérôme Glisse 	 * multiple page fault into one request and set flags per pfns for
431023a019aSJérôme Glisse 	 * of those faults. The second one where the HMM user want to pre-
432023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
433023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
434023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
435023a019aSJérôme Glisse 	 */
436023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
437023a019aSJérôme Glisse 
4382aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
439f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
4402aee09d8SJérôme Glisse 		return;
441f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If this is device memory than only fault if explicitly requested */
442f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
443f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
444f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
445f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
446f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
447f88a1e90SJérôme Glisse 		}
4482aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4492aee09d8SJérôme Glisse 	}
450f88a1e90SJérôme Glisse 
451f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
452f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
453f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
454f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
455f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
456f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4572aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4582aee09d8SJérôme Glisse 	}
4592aee09d8SJérôme Glisse }
4602aee09d8SJérôme Glisse 
4612aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4622aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4632aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4642aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4652aee09d8SJérôme Glisse {
4662aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4672aee09d8SJérôme Glisse 
4682aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault) {
4692aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4702aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4712aee09d8SJérôme Glisse 	}
4722aee09d8SJérôme Glisse 
473a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4742aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4752aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4762aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
477a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4782aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4792aee09d8SJérôme Glisse 	}
4802aee09d8SJérôme Glisse }
4812aee09d8SJérôme Glisse 
4822aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4832aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4842aee09d8SJérôme Glisse {
4852aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4862aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4872aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4882aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4892aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4902aee09d8SJérôme Glisse 
4912aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4922aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4932aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4942aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4952aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4962aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4972aee09d8SJérôme Glisse }
4982aee09d8SJérôme Glisse 
499f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
5002aee09d8SJérôme Glisse {
5012aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
5022aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
503f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
504f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
505f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
506da4c3c73SJérôme Glisse }
507da4c3c73SJérôme Glisse 
508992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
509992de9a8SJérôme Glisse {
510992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
511992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
512992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
513992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
514992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
515992de9a8SJérôme Glisse }
516992de9a8SJérôme Glisse 
51753f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
51853f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
51953f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
52053f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
52153f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
52253f5c3f4SJérôme Glisse {
523992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
52453f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
525f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
5262aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
5272aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
528f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
52953f5c3f4SJérôme Glisse 
5302aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
531f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
5322aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
5332aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
53453f5c3f4SJérôme Glisse 
5352aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
5362aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
53753f5c3f4SJérôme Glisse 
53853f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
539992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
540992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
541992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
542992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
543992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
544992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
545992de9a8SJérôme Glisse 		}
546391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
547992de9a8SJérôme Glisse 	}
548992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
549992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
550992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
551992de9a8SJérôme Glisse 	}
55253f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
55353f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
554992de9a8SJérôme Glisse #else
555992de9a8SJérôme Glisse 	/* If THP is not enabled then we should never reach that code ! */
556992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
557992de9a8SJérôme Glisse #endif
55853f5c3f4SJérôme Glisse }
55953f5c3f4SJérôme Glisse 
560f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5612aee09d8SJérôme Glisse {
562789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5632aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
564f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
565f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
566f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5672aee09d8SJérôme Glisse }
5682aee09d8SJérôme Glisse 
56953f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
57053f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
57153f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
57253f5c3f4SJérôme Glisse {
57353f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
574f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
57553f5c3f4SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5762aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5772aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
57853f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
579f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
58053f5c3f4SJérôme Glisse 
581f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
58273231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
58353f5c3f4SJérôme Glisse 
58453f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
58573231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
58673231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5872aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
58853f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
58953f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
59053f5c3f4SJérôme Glisse 	}
59153f5c3f4SJérôme Glisse 
59253f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
59353f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
59453f5c3f4SJérôme Glisse 
59553f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5962aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
59753f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
59853f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
59953f5c3f4SJérôme Glisse 		}
60053f5c3f4SJérôme Glisse 
60153f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
60253f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
60353f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
60453f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
60553f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
606f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
607f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
6082aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
609f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
610f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
611f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
612f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
613f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
614391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
615391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
616f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
61753f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
61853f5c3f4SJérôme Glisse 		}
61953f5c3f4SJérôme Glisse 
62053f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
6212aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
62253f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
62353f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
62453f5c3f4SJérôme Glisse 				migration_entry_wait(vma->vm_mm,
62553f5c3f4SJérôme Glisse 						     pmdp, addr);
62673231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
62753f5c3f4SJérôme Glisse 			}
62853f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
62953f5c3f4SJérôme Glisse 		}
63053f5c3f4SJérôme Glisse 
63153f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
632f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
63353f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
63473231612SJérôme Glisse 	} else {
63573231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
63673231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
63773231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
63853f5c3f4SJérôme Glisse 	}
63953f5c3f4SJérôme Glisse 
6402aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
64153f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
64253f5c3f4SJérôme Glisse 
643992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
644992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
645992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
646992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
647992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
648992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
649992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
650992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
651992de9a8SJérôme Glisse 	}
652992de9a8SJérôme Glisse 
653391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
65453f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
65553f5c3f4SJérôme Glisse 
65653f5c3f4SJérôme Glisse fault:
657992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
658992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
659992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
660992de9a8SJérôme Glisse 	}
66153f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
66253f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6632aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
66453f5c3f4SJérôme Glisse }
66553f5c3f4SJérôme Glisse 
666da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
667da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
668da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
669da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
670da4c3c73SJérôme Glisse {
67174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
67274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
673d08faca0SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
674ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
675da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
676da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
677da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
678da4c3c73SJérôme Glisse 
679d08faca0SJérôme Glisse 
680d08faca0SJérôme Glisse again:
681d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
682d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
683d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
684d08faca0SJérôme Glisse 
685d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
686d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
687d08faca0SJérôme Glisse 
688d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
689d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
690d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
691d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
692d08faca0SJérôme Glisse 
693d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
694d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
695d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
696d08faca0SJérôme Glisse 
697d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
698d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
699d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
700d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
701d08faca0SJérôme Glisse 			pmd_migration_entry_wait(vma->vm_mm, pmdp);
70273231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
703d08faca0SJérôme Glisse 		}
704d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
705d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
706d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
707d08faca0SJérôme Glisse 
708d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
709da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
710da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
711da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
712da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
713da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
714da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its a transparent
715da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
716da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
717da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
718da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
719da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
720da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
721da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
722da4c3c73SJérôme Glisse 
723d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
72453f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
725da4c3c73SJérôme Glisse 	}
726da4c3c73SJérôme Glisse 
727d08faca0SJérôme Glisse 	/*
728d08faca0SJérôme Glisse 	 * We have handled all the valid case above ie either none, migration,
729d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
730d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
731d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
732d08faca0SJérôme Glisse 	 */
733d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
734da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
735da4c3c73SJérôme Glisse 
736da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
737d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
738da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
73953f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
740da4c3c73SJérôme Glisse 
74153f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
74253f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
74353f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
74474eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
74553f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
74674eee180SJérôme Glisse 		}
747da4c3c73SJérôme Glisse 	}
748992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
749992de9a8SJérôme Glisse 		/*
750992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
751992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
752992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
753992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
754992de9a8SJérôme Glisse 		 */
755992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
756992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
757992de9a8SJérôme Glisse 	}
758da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
759da4c3c73SJérôme Glisse 
76053f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
761da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
762da4c3c73SJérôme Glisse }
763da4c3c73SJérôme Glisse 
764992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
765992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
766992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
767992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
768992de9a8SJérôme Glisse {
769992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
770992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
771992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
772992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
773992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
774992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
775992de9a8SJérôme Glisse 
776992de9a8SJérôme Glisse again:
777992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
778992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
779992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
780992de9a8SJérôme Glisse 
781992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
782992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
783992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
784992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
785992de9a8SJérôme Glisse 
786992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
787992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
788992de9a8SJérôme Glisse 
789992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
790992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
791992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
792992de9a8SJérôme Glisse 
793992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
794992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
795992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
796992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
797992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
798992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
799992de9a8SJérôme Glisse 
800992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
801992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
802992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
803992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
804992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
805992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
806391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
807391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
808992de9a8SJérôme Glisse 		}
809992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
810992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
811992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
812992de9a8SJérôme Glisse 		}
813992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
814992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
815992de9a8SJérôme Glisse 	}
816992de9a8SJérôme Glisse 
817992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
818992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
819992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
820992de9a8SJérôme Glisse 
821992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
822992de9a8SJérôme Glisse 	do {
823992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
824992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
825992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
826992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
827992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
828992de9a8SJérôme Glisse 
829992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
830992de9a8SJérôme Glisse }
831992de9a8SJérôme Glisse 
83263d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
83363d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
83463d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
83563d5066fSJérôme Glisse {
83663d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
83763d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask, size, pfn_inc;
83863d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
83963d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
84063d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
84163d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
84263d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
84363d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
84463d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
84563d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
84663d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
84763d5066fSJérôme Glisse 
84863d5066fSJérôme Glisse 	size = 1UL << huge_page_shift(h);
84963d5066fSJérôme Glisse 	mask = size - 1;
85063d5066fSJérôme Glisse 	if (range->page_shift != PAGE_SHIFT) {
85163d5066fSJérôme Glisse 		/* Make sure we are looking at full page. */
85263d5066fSJérôme Glisse 		if (start & mask)
85363d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
85463d5066fSJérôme Glisse 		if (end < (start + size))
85563d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
85663d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = size >> PAGE_SHIFT;
85763d5066fSJérôme Glisse 	} else {
85863d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = 1;
85963d5066fSJérôme Glisse 		size = PAGE_SIZE;
86063d5066fSJérôme Glisse 	}
86163d5066fSJérôme Glisse 
86263d5066fSJérôme Glisse 
86363d5066fSJérôme Glisse 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
86463d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
86563d5066fSJérôme Glisse 
86663d5066fSJérôme Glisse 	i = (start - range->start) >> range->page_shift;
86763d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
86863d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
86963d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
87063d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
87163d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
87263d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
87363d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
87463d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
87563d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
87663d5066fSJérôme Glisse 	}
87763d5066fSJérôme Glisse 
87863d5066fSJérôme Glisse 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> range->page_shift);
87963d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += size, i++, pfn += pfn_inc)
880391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
881391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
88263d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
88363d5066fSJérôme Glisse 
88463d5066fSJérôme Glisse unlock:
88563d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
88663d5066fSJérôme Glisse 
88763d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
88863d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
88963d5066fSJérôme Glisse 
89063d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
89163d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
89263d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
89363d5066fSJérôme Glisse #endif
89463d5066fSJérôme Glisse }
89563d5066fSJérôme Glisse 
896f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
897f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
89833cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
89933cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
90033cd47dcSJérôme Glisse {
90133cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
902f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
90333cd47dcSJérôme Glisse }
90433cd47dcSJérôme Glisse 
905da4c3c73SJérôme Glisse /*
906a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
907a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
908a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
909a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
910a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
91163d5066fSJérôme Glisse  * @page_shift: expect page shift for the range
912a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
913a3e0d41cSJérôme Glisse  *
914a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
915a3e0d41cSJérôme Glisse  */
916a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
917a3e0d41cSJérôme Glisse 		       struct mm_struct *mm,
918a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
91963d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned long end,
92063d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned page_shift)
921a3e0d41cSJérôme Glisse {
92263d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long mask = ((1UL << page_shift) - 1UL);
923085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm;
92463d5066fSJérôme Glisse 
925a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
926a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
927a3e0d41cSJérôme Glisse 
92863d5066fSJérôme Glisse 	if ((start & mask) || (end & mask))
92963d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
93063d5066fSJérôme Glisse 	if (start >= end)
931a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
932a3e0d41cSJérôme Glisse 
93363d5066fSJérôme Glisse 	range->page_shift = page_shift;
934a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
935a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
936a3e0d41cSJérôme Glisse 
937085ea250SRalph Campbell 	hmm = hmm_get_or_create(mm);
938085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm)
939a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
940a3e0d41cSJérôme Glisse 
941a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
942085ea250SRalph Campbell 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead) {
943085ea250SRalph Campbell 		hmm_put(hmm);
944a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
945a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
946a3e0d41cSJérôme Glisse 
947085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
948085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
949a3e0d41cSJérôme Glisse 
950085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
951085ea250SRalph Campbell 	list_add_rcu(&range->list, &hmm->ranges);
952a3e0d41cSJérôme Glisse 
953a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
954a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
955a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
956a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
957085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
958a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
959085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
960a3e0d41cSJérôme Glisse 
961a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
962a3e0d41cSJérôme Glisse }
963a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
964a3e0d41cSJérôme Glisse 
965a3e0d41cSJérôme Glisse /*
966a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
967a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
968a3e0d41cSJérôme Glisse  *
969a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
970a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
971a3e0d41cSJérôme Glisse  */
972a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
973a3e0d41cSJérôme Glisse {
974085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
975085ea250SRalph Campbell 
976a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Sanity check this really should not happen. */
977085ea250SRalph Campbell 	if (hmm == NULL || range->end <= range->start)
978a3e0d41cSJérôme Glisse 		return;
979a3e0d41cSJérôme Glisse 
980085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
981a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_del_rcu(&range->list);
982085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
983a3e0d41cSJérôme Glisse 
984a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
985a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
986085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
987a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
988a3e0d41cSJérôme Glisse }
989a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
990a3e0d41cSJérôme Glisse 
991a3e0d41cSJérôme Glisse /*
99225f23a0cSJérôme Glisse  * hmm_range_snapshot() - snapshot CPU page table for a range
99325f23a0cSJérôme Glisse  * @range: range
994085ea250SRalph Campbell  * Return: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, -EPERM invalid
995a3e0d41cSJérôme Glisse  *          permission (for instance asking for write and range is read only),
996a3e0d41cSJérôme Glisse  *          -EAGAIN if you need to retry, -EFAULT invalid (ie either no valid
997a3e0d41cSJérôme Glisse  *          vma or it is illegal to access that range), number of valid pages
998a3e0d41cSJérôme Glisse  *          in range->pfns[] (from range start address).
999da4c3c73SJérôme Glisse  *
1000da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
1001a3e0d41cSJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See in include/linux/hmm.h for example
1002a3e0d41cSJérôme Glisse  * on how to use.
1003da4c3c73SJérôme Glisse  */
100425f23a0cSJérôme Glisse long hmm_range_snapshot(struct hmm_range *range)
1005da4c3c73SJérôme Glisse {
100663d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
1007a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
100874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
1009a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
1010a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
1011da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
1012704f3f2cSJérôme Glisse 
1013704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
1014a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
1015a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
1016da4c3c73SJérôme Glisse 
1017a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
1018a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1019a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid)
1020a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1021a3e0d41cSJérôme Glisse 
1022a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
102363d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1024a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1025a3e0d41cSJérôme Glisse 
102663d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
10271c2308f0SJason Gunthorpe 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
10281c2308f0SJason Gunthorpe 				    range->page_shift &&
102963d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
103063d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
103163d5066fSJérôme Glisse 		} else {
103263d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
103363d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
103463d5066fSJérôme Glisse 		}
103563d5066fSJérôme Glisse 
103686586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
103786586a41SJérôme Glisse 			/*
1038a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1039a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1040a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
104186586a41SJérôme Glisse 			 */
1042a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1043a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
104486586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
104586586a41SJérôme Glisse 		}
104686586a41SJérôme Glisse 
1047a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1048992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1049a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
105074eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = false;
105174eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
105274eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1053a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
105474eee180SJérôme Glisse 
1055da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
1056da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
1057da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
1058da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
1059da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1060992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
1061da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
1062da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
106363d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
1064da4c3c73SJérôme Glisse 
1065a3e0d41cSJérôme Glisse 		walk_page_range(start, end, &mm_walk);
1066a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1067a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1068a3e0d41cSJérôme Glisse 
106925f23a0cSJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1070da4c3c73SJérôme Glisse }
107125f23a0cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_snapshot);
1072da4c3c73SJérôme Glisse 
1073da4c3c73SJérôme Glisse /*
107473231612SJérôme Glisse  * hmm_range_fault() - try to fault some address in a virtual address range
107508232a45SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
107674eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1077085ea250SRalph Campbell  * Return: number of valid pages in range->pfns[] (from range start
107873231612SJérôme Glisse  *          address). This may be zero. If the return value is negative,
107973231612SJérôme Glisse  *          then one of the following values may be returned:
108073231612SJérôme Glisse  *
108173231612SJérôme Glisse  *           -EINVAL  invalid arguments or mm or virtual address are in an
108263d5066fSJérôme Glisse  *                    invalid vma (for instance device file vma).
108373231612SJérôme Glisse  *           -ENOMEM: Out of memory.
108473231612SJérôme Glisse  *           -EPERM:  Invalid permission (for instance asking for write and
108573231612SJérôme Glisse  *                    range is read only).
108673231612SJérôme Glisse  *           -EAGAIN: If you need to retry and mmap_sem was drop. This can only
108773231612SJérôme Glisse  *                    happens if block argument is false.
108873231612SJérôme Glisse  *           -EBUSY:  If the the range is being invalidated and you should wait
108973231612SJérôme Glisse  *                    for invalidation to finish.
109073231612SJérôme Glisse  *           -EFAULT: Invalid (ie either no valid vma or it is illegal to access
109173231612SJérôme Glisse  *                    that range), number of valid pages in range->pfns[] (from
109273231612SJérôme Glisse  *                    range start address).
109374eee180SJérôme Glisse  *
109474eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
109573231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
109673231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
109774eee180SJérôme Glisse  *
1098ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
1099ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
110074eee180SJérôme Glisse  */
110173231612SJérôme Glisse long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, bool block)
110274eee180SJérôme Glisse {
110363d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
1104a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
110574eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
1106a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
1107a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
110874eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
110974eee180SJérôme Glisse 	int ret;
111074eee180SJérôme Glisse 
1111704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
1112a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
1113a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
1114a3e0d41cSJérôme Glisse 
1115a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
1116a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1117a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
1118a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mm->mmap_sem);
1119a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1120704f3f2cSJérôme Glisse 		}
112174eee180SJérôme Glisse 
1122a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
112363d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1124a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1125a3e0d41cSJérôme Glisse 
112663d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
112763d5066fSJérôme Glisse 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
112863d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift &&
112963d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
113063d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
113163d5066fSJérôme Glisse 		} else {
113263d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
113363d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
113463d5066fSJérôme Glisse 		}
113563d5066fSJérôme Glisse 
113686586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
113786586a41SJérôme Glisse 			/*
1138a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1139a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1140a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
114186586a41SJérôme Glisse 			 */
1142a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1143a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
114486586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
114586586a41SJérôme Glisse 		}
114674eee180SJérôme Glisse 
1147a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1148992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1149a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
115074eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = true;
115174eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.block = block;
115274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
115374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1154a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
115574eee180SJérôme Glisse 
115674eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
115774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
115874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
115974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
116074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1161992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
116274eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
116374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
116463d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
116574eee180SJérôme Glisse 
116674eee180SJérôme Glisse 		do {
1167a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
116874eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
1169a3e0d41cSJérôme Glisse 
117073231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
117173231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
117274eee180SJérôme Glisse 
117374eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
117474eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
117574eee180SJérôme Glisse 
117674eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1177a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1178a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
117973231612SJérôme Glisse 			return ret;
118074eee180SJérôme Glisse 		}
1181a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1182a3e0d41cSJérôme Glisse 
1183a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1184704f3f2cSJérôme Glisse 
118573231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
118674eee180SJérôme Glisse }
118773231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
118855c0ece8SJérôme Glisse 
118955c0ece8SJérôme Glisse /**
119055c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_map() - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
119155c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
119255c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against to dma map page to
119355c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
119455c0ece8SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1195085ea250SRalph Campbell  * Return: number of pages mapped on success, -EAGAIN if mmap_sem have been
119655c0ece8SJérôme Glisse  *          drop and you need to try again, some other error value otherwise
119755c0ece8SJérôme Glisse  *
119855c0ece8SJérôme Glisse  * Note same usage pattern as hmm_range_fault().
119955c0ece8SJérôme Glisse  */
120055c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range,
120155c0ece8SJérôme Glisse 		       struct device *device,
120255c0ece8SJérôme Glisse 		       dma_addr_t *daddrs,
120355c0ece8SJérôme Glisse 		       bool block)
120455c0ece8SJérôme Glisse {
120555c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
120655c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
120755c0ece8SJérôme Glisse 
120855c0ece8SJérôme Glisse 	ret = hmm_range_fault(range, block);
120955c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
121055c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
121155c0ece8SJérôme Glisse 
121255c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
121355c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
121455c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
121555c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
121655c0ece8SJérôme Glisse 
121755c0ece8SJérôme Glisse 		/*
121855c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
121955c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
122055c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
122155c0ece8SJérôme Glisse 		 *
122255c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
122355c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
122455c0ece8SJérôme Glisse 		 */
122555c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
122655c0ece8SJérôme Glisse 
1227391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
122855c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
122955c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
123055c0ece8SJérôme Glisse 
123155c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
123255c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
123355c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
123455c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
123555c0ece8SJérôme Glisse 		}
123655c0ece8SJérôme Glisse 
123755c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
123855c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
123955c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
124055c0ece8SJérôme Glisse 
124155c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
124255c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
124355c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
124455c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
124555c0ece8SJérôme Glisse 		}
124655c0ece8SJérôme Glisse 
124755c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
124855c0ece8SJérôme Glisse 	}
124955c0ece8SJérôme Glisse 
125055c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
125155c0ece8SJérôme Glisse 
125255c0ece8SJérôme Glisse unmap:
125355c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
125455c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
125555c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
125655c0ece8SJérôme Glisse 
1257391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
125855c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
125955c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
126055c0ece8SJérôme Glisse 
126155c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
126255c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
126355c0ece8SJérôme Glisse 
126455c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
126555c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
126655c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
126755c0ece8SJérôme Glisse 
126855c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
126955c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
127055c0ece8SJérôme Glisse 	}
127155c0ece8SJérôme Glisse 
127255c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
127355c0ece8SJérôme Glisse }
127455c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
127555c0ece8SJérôme Glisse 
127655c0ece8SJérôme Glisse /**
127755c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
127855c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
127955c0ece8SJérôme Glisse  * @vma: the vma against which the range (optional)
128055c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
128155c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
128255c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1283085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
128455c0ece8SJérôme Glisse  *
128555c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
128655c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
128755c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
128855c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
128955c0ece8SJérôme Glisse  */
129055c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
129155c0ece8SJérôme Glisse 			 struct vm_area_struct *vma,
129255c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
129355c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
129455c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
129555c0ece8SJérôme Glisse {
129655c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
129755c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
129855c0ece8SJérôme Glisse 
129955c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
130055c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
130155c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
130255c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
130355c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
130455c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
130555c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
130655c0ece8SJérôme Glisse 
130755c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
130855c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
130955c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
131055c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
131155c0ece8SJérôme Glisse 
1312391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
131355c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
131455c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
131555c0ece8SJérôme Glisse 
131655c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
131755c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
131855c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
131955c0ece8SJérôme Glisse 
132055c0ece8SJérôme Glisse 			/*
132155c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
132255c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
132355c0ece8SJérôme Glisse 			 */
132455c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
132555c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
132655c0ece8SJérôme Glisse 		}
132755c0ece8SJérôme Glisse 
132855c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
132955c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
133055c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
133155c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
133255c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
133355c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
133455c0ece8SJérôme Glisse 	}
133555c0ece8SJérôme Glisse 
133655c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
133755c0ece8SJérôme Glisse }
133855c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
1339c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
13404ef589dcSJérôme Glisse 
13414ef589dcSJérôme Glisse 
1342df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
13434ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
13444ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
13454ef589dcSJérôme Glisse {
13464ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
13474ef589dcSJérôme Glisse 
13484ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
13494ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
13504ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
13514ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
13524ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
13534ef589dcSJérôme Glisse }
13544ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
13554ef589dcSJérôme Glisse 
13564ef589dcSJérôme Glisse 
13574ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
13584ef589dcSJérôme Glisse {
13594ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13604ef589dcSJérôme Glisse 
13614ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
13624ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
13634ef589dcSJérôme Glisse }
13644ef589dcSJérôme Glisse 
13654ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
13664ef589dcSJérôme Glisse {
13674ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
13684ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13694ef589dcSJérôme Glisse 
13704ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
1371bbecd94eSDan Williams 	wait_for_completion(&devmem->completion);
13724ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
13734ef589dcSJérôme Glisse }
13744ef589dcSJérôme Glisse 
1375bbecd94eSDan Williams static void hmm_devmem_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
13764ef589dcSJérôme Glisse {
13774ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
13784ef589dcSJérôme Glisse }
13794ef589dcSJérôme Glisse 
1380b57e622eSSouptick Joarder static vm_fault_t hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
13814ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
13824ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
13834ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
13844ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
13854ef589dcSJérôme Glisse {
13864ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
13874ef589dcSJérôme Glisse 
13884ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
13894ef589dcSJérôme Glisse }
13904ef589dcSJérôme Glisse 
13914ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
13924ef589dcSJérôme Glisse {
13934ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
13944ef589dcSJérôme Glisse 
13952fa147bdSDan Williams 	page->mapping = NULL;
13962fa147bdSDan Williams 
13974ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
13984ef589dcSJérôme Glisse }
13994ef589dcSJérôme Glisse 
14004ef589dcSJérôme Glisse /*
14014ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
14024ef589dcSJérôme Glisse  *
14034ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
14044ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
14054ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
1406085ea250SRalph Campbell  * Return: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
14074ef589dcSJérôme Glisse  *
14084ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
14094ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
14104ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
14114ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
14124ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
14134ef589dcSJérôme Glisse  *
14144ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
14154ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
14164ef589dcSJérôme Glisse  */
14174ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
14184ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
14194ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
14204ef589dcSJérôme Glisse {
14214ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
14224ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
1423bbecd94eSDan Williams 	void *result;
14244ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
14254ef589dcSJérôme Glisse 
1426e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
14274ef589dcSJérôme Glisse 
142858ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
14294ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
14304ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
14314ef589dcSJérôme Glisse 
14324ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
14334ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
14344ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
14354ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
14364ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
14374ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
14384ef589dcSJérôme Glisse 
14394ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
14404ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
14414ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
144258ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
14434ef589dcSJérôme Glisse 
144458ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
14454ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
144658ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
14474ef589dcSJérôme Glisse 
14484ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
14494ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
14504ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
14514ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
14524ef589dcSJérôme Glisse 
14534ef589dcSJérôme Glisse 	/*
14544ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
14554ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
14564ef589dcSJérôme Glisse 	 *
14574ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
14584ef589dcSJérôme Glisse 	 */
14594ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
14604ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
14614ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
14624ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
14634ef589dcSJérôme Glisse 
14644ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
14654ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
146658ef15b7SDan Williams 		if (!devmem->resource)
146758ef15b7SDan Williams 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
14684ef589dcSJérôme Glisse 		break;
14694ef589dcSJérôme Glisse 	}
147058ef15b7SDan Williams 	if (!devmem->resource)
147158ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(-ERANGE);
14724ef589dcSJérôme Glisse 
14734ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
14744ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
14754ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
14764ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1477063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
14784ef589dcSJérôme Glisse 
1479bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1480bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1481bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1482bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1483bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1484bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1485bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
148658ef15b7SDan Williams 
1487bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1488bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1489bbecd94eSDan Williams 		return result;
14904ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
14914ef589dcSJérôme Glisse }
149202917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add);
14934ef589dcSJérôme Glisse 
1494d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1495d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1496d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1497d3df0a42SJérôme Glisse {
1498d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1499bbecd94eSDan Williams 	void *result;
1500d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1501d3df0a42SJérôme Glisse 
1502d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1503d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1504d3df0a42SJérôme Glisse 
1505e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
1506d3df0a42SJérôme Glisse 
150758ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
1508d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1509d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1510d3df0a42SJérôme Glisse 
1511d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1512d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1513d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1514d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1515d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1516d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1517d3df0a42SJérôme Glisse 
1518d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1519d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1520d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
152158ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1522d3df0a42SJérôme Glisse 
152358ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit,
152458ef15b7SDan Williams 			&devmem->ref);
1525d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
152658ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1527d3df0a42SJérôme Glisse 
1528d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1529d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1530d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1531063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
1532d3df0a42SJérôme Glisse 
1533bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
1534bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1535bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1536bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1537bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1538bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1539bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
154058ef15b7SDan Williams 
1541bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1542bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1543bbecd94eSDan Williams 		return result;
1544d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1545d3df0a42SJérôme Glisse }
154602917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add_resource);
1547d3df0a42SJérôme Glisse 
15484ef589dcSJérôme Glisse /*
1549858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1550858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1551858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1552858b54daSJérôme Glisse  */
1553858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1554858b54daSJérôme Glisse 
1555858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1556858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1557858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1558858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1559858b54daSJérôme Glisse 
1560858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1561858b54daSJérôme Glisse {
1562858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1563858b54daSJérôme Glisse 
1564858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1565858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1566858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1567858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1568858b54daSJérôme Glisse 
1569858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1570858b54daSJérôme Glisse }
1571858b54daSJérôme Glisse 
1572858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1573858b54daSJérôme Glisse {
1574858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1575858b54daSJérôme Glisse 
1576858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1577858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1578858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1579858b54daSJérôme Glisse 
1580858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1581858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1582858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1583858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1584858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1585858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1586858b54daSJérôme Glisse 	}
1587858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1588858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1589858b54daSJérôme Glisse 
1590858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1591858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1592858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1593858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1594858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1595858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1596858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1597858b54daSJérôme Glisse 
1598858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1599858b54daSJérôme Glisse }
1600858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1601858b54daSJérôme Glisse 
1602858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1603858b54daSJérôme Glisse {
1604858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1605858b54daSJérôme Glisse }
1606858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1607858b54daSJérôme Glisse 
1608858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1609858b54daSJérôme Glisse {
1610858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1611858b54daSJérôme Glisse 
1612858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1613858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1614858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1615858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1616858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1617858b54daSJérôme Glisse 
1618858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1619858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1620858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1621858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1622858b54daSJérôme Glisse 	}
1623858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1624858b54daSJérôme Glisse }
1625858b54daSJérôme Glisse 
1626858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1627df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
1628