xref: /linux/mm/hmm.c (revision 7f08263d9bc6627382da14f9e81d643d0329d5d1)
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 
29c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
30c0b12405SJérôme Glisse 
31704f3f2cSJérôme Glisse /**
32704f3f2cSJérôme Glisse  * hmm_get_or_create - register HMM against an mm (HMM internal)
33704f3f2cSJérôme Glisse  *
34704f3f2cSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
35d2e8d551SRalph Campbell  * Return: an HMM object, either by referencing the existing
36704f3f2cSJérôme Glisse  *          (per-process) object, or by creating a new one.
37704f3f2cSJérôme Glisse  *
38704f3f2cSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. If mm already
39704f3f2cSJérôme Glisse  * has an HMM struct then it get a reference on it and returns it. Otherwise
40704f3f2cSJérôme Glisse  * it allocates an HMM struct, initializes it, associate it with the mm and
41704f3f2cSJérôme Glisse  * returns it.
42704f3f2cSJérôme Glisse  */
43704f3f2cSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_get_or_create(struct mm_struct *mm)
44704f3f2cSJérôme Glisse {
458a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm;
46133ff0eaSJérôme Glisse 
47fec88ab0SLinus Torvalds 	lockdep_assert_held_write(&mm->mmap_sem);
488a9320b7SJason Gunthorpe 
498a9320b7SJason Gunthorpe 	/* Abuse the page_table_lock to also protect mm->hmm. */
508a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
518a9320b7SJason Gunthorpe 	hmm = mm->hmm;
528a9320b7SJason Gunthorpe 	if (mm->hmm && kref_get_unless_zero(&mm->hmm->kref))
538a9320b7SJason Gunthorpe 		goto out_unlock;
548a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
55c0b12405SJérôme Glisse 
56c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
57c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
58c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
59a3e0d41cSJérôme Glisse 	init_waitqueue_head(&hmm->wq);
60c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
61c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
62c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
63da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
645a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_init(&hmm->ranges_lock);
65704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_init(&hmm->kref);
66a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers = 0;
67c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
68c0b12405SJérôme Glisse 
6986a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
708a9320b7SJason Gunthorpe 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm)) {
7186a2d598SRalph Campbell 		kfree(hmm);
7286a2d598SRalph Campbell 		return NULL;
73133ff0eaSJérôme Glisse 	}
74133ff0eaSJérôme Glisse 
758a9320b7SJason Gunthorpe 	mmgrab(hmm->mm);
768a9320b7SJason Gunthorpe 
778a9320b7SJason Gunthorpe 	/*
788a9320b7SJason Gunthorpe 	 * We hold the exclusive mmap_sem here so we know that mm->hmm is
798a9320b7SJason Gunthorpe 	 * still NULL or 0 kref, and is safe to update.
808a9320b7SJason Gunthorpe 	 */
818a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
828a9320b7SJason Gunthorpe 	mm->hmm = hmm;
838a9320b7SJason Gunthorpe 
848a9320b7SJason Gunthorpe out_unlock:
858a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
868a9320b7SJason Gunthorpe 	return hmm;
878a9320b7SJason Gunthorpe }
888a9320b7SJason Gunthorpe 
896d7c3cdeSJason Gunthorpe static void hmm_free_rcu(struct rcu_head *rcu)
906d7c3cdeSJason Gunthorpe {
918a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(rcu, struct hmm, rcu);
928a9320b7SJason Gunthorpe 
938a9320b7SJason Gunthorpe 	mmdrop(hmm->mm);
948a9320b7SJason Gunthorpe 	kfree(hmm);
956d7c3cdeSJason Gunthorpe }
966d7c3cdeSJason Gunthorpe 
97704f3f2cSJérôme Glisse static void hmm_free(struct kref *kref)
98704f3f2cSJérôme Glisse {
99704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = container_of(kref, struct hmm, kref);
100704f3f2cSJérôme Glisse 
1018a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&hmm->mm->page_table_lock);
1028a9320b7SJason Gunthorpe 	if (hmm->mm->hmm == hmm)
1038a9320b7SJason Gunthorpe 		hmm->mm->hmm = NULL;
1048a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&hmm->mm->page_table_lock);
105704f3f2cSJérôme Glisse 
1068a9320b7SJason Gunthorpe 	mmu_notifier_unregister_no_release(&hmm->mmu_notifier, hmm->mm);
1076d7c3cdeSJason Gunthorpe 	mmu_notifier_call_srcu(&hmm->rcu, hmm_free_rcu);
108704f3f2cSJérôme Glisse }
109704f3f2cSJérôme Glisse 
110704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
111704f3f2cSJérôme Glisse {
112704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
113704f3f2cSJérôme Glisse }
114704f3f2cSJérôme Glisse 
115a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
116c0b12405SJérôme Glisse {
1176d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
118c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
119da4c3c73SJérôme Glisse 
1206d7c3cdeSJason Gunthorpe 	/* Bail out if hmm is in the process of being freed */
1216d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1226d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
123da4c3c73SJérôme Glisse 
124e1401513SRalph Campbell 	/*
12547f24598SJason Gunthorpe 	 * Since hmm_range_register() holds the mmget() lock hmm_release() is
12647f24598SJason Gunthorpe 	 * prevented as long as a range exists.
127e1401513SRalph Campbell 	 */
12847f24598SJason Gunthorpe 	WARN_ON(!list_empty_careful(&hmm->ranges));
129704f3f2cSJérôme Glisse 
130a3e0d41cSJérôme Glisse 	down_read(&hmm->mirrors_sem);
131a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
132e1401513SRalph Campbell 		/*
13314331726SJason Gunthorpe 		 * Note: The driver is not allowed to trigger
13414331726SJason Gunthorpe 		 * hmm_mirror_unregister() from this thread.
135e1401513SRalph Campbell 		 */
13614331726SJason Gunthorpe 		if (mirror->ops->release)
137e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
138a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
139a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
140a3e0d41cSJérôme Glisse 
141704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
142c0b12405SJérôme Glisse }
143c0b12405SJérôme Glisse 
1445a136b4aSJason Gunthorpe static void notifiers_decrement(struct hmm *hmm)
145c0b12405SJérôme Glisse {
1465a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
147c0b12405SJérôme Glisse 
1485a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
149a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
150a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
151a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
152a3e0d41cSJérôme Glisse 
153a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
154a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
155a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
156a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
157a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
158a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
159a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
1605a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
1615a136b4aSJason Gunthorpe }
162a3e0d41cSJérôme Glisse 
163133ff0eaSJérôme Glisse static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
164133ff0eaSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
165133ff0eaSJérôme Glisse {
1666d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
167133ff0eaSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
168133ff0eaSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
1695a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
170133ff0eaSJérôme Glisse 	int ret = 0;
171133ff0eaSJérôme Glisse 
1726d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1736d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
174133ff0eaSJérôme Glisse 
1755a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
176133ff0eaSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
177133ff0eaSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
1781f961807SRalph Campbell 		if (nrange->end < range->start || nrange->start >= range->end)
179133ff0eaSJérôme Glisse 			continue;
180133ff0eaSJérôme Glisse 
181133ff0eaSJérôme Glisse 		range->valid = false;
182133ff0eaSJérôme Glisse 	}
1835a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
184c0b12405SJérôme Glisse 
185c0b12405SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
186c0b12405SJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
187c0b12405SJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
188c0b12405SJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
189c0b12405SJérôme Glisse 		goto out;
190c0b12405SJérôme Glisse 	}
191c0b12405SJérôme Glisse 
1925a136b4aSJason Gunthorpe 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
1935a136b4aSJason Gunthorpe 		int rc;
1945a136b4aSJason Gunthorpe 
1951f961807SRalph Campbell 		rc = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, nrange);
1965a136b4aSJason Gunthorpe 		if (rc) {
1971f961807SRalph Campbell 			if (WARN_ON(mmu_notifier_range_blockable(nrange) ||
1981f961807SRalph Campbell 			    rc != -EAGAIN))
1995a136b4aSJason Gunthorpe 				continue;
2005a136b4aSJason Gunthorpe 			ret = -EAGAIN;
201085ea250SRalph Campbell 			break;
202c0b12405SJérôme Glisse 		}
2035a136b4aSJason Gunthorpe 	}
204c0b12405SJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
205c0b12405SJérôme Glisse 
206c0b12405SJérôme Glisse out:
2075a136b4aSJason Gunthorpe 	if (ret)
2085a136b4aSJason Gunthorpe 		notifiers_decrement(hmm);
209c0b12405SJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
210c0b12405SJérôme Glisse 	return ret;
211c0b12405SJérôme Glisse }
212c0b12405SJérôme Glisse 
213c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
214c0b12405SJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
215c0b12405SJérôme Glisse {
2166d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
217c0b12405SJérôme Glisse 
2186d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
2196d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
220c0b12405SJérôme Glisse 
2215a136b4aSJason Gunthorpe 	notifiers_decrement(hmm);
222704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
223c0b12405SJérôme Glisse }
224c0b12405SJérôme Glisse 
225c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
226e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
227c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
228c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
229c0b12405SJérôme Glisse };
230c0b12405SJérôme Glisse 
231c0b12405SJérôme Glisse /*
232c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
233c0b12405SJérôme Glisse  *
234c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
235c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
236085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
237c0b12405SJérôme Glisse  *
238c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
239c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
240c0b12405SJérôme Glisse  */
241c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
242c0b12405SJérôme Glisse {
243fec88ab0SLinus Torvalds 	lockdep_assert_held_write(&mm->mmap_sem);
2448a1a0cd0SJason Gunthorpe 
245c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
246c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
247c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
248c0b12405SJérôme Glisse 
249704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
250c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
251c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
252c0b12405SJérôme Glisse 
253c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
254c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
255c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
256c0b12405SJérôme Glisse 
257c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
258c0b12405SJérôme Glisse }
259c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
260c0b12405SJérôme Glisse 
261c0b12405SJérôme Glisse /*
262c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
263c0b12405SJérôme Glisse  *
264085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
265c0b12405SJérôme Glisse  *
266c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
267c0b12405SJérôme Glisse  */
268c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
269c0b12405SJérôme Glisse {
270187229c2SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
271c01cbba2SJérôme Glisse 
272c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
27314331726SJason Gunthorpe 	list_del(&mirror->list);
274c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
275704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
276c0b12405SJérôme Glisse }
277c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
278da4c3c73SJérôme Glisse 
27974eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
28074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
281992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
28274eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
2839a4903e4SChristoph Hellwig 	unsigned int		flags;
28474eee180SJérôme Glisse };
28574eee180SJérôme Glisse 
2862aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
2872aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
28874eee180SJérôme Glisse {
2899b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
29074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
291f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
29274eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
29350a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
29474eee180SJérôme Glisse 
2959a4903e4SChristoph Hellwig 	if (hmm_vma_walk->flags & HMM_FAULT_ALLOW_RETRY)
2969a4903e4SChristoph Hellwig 		flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
2979a4903e4SChristoph Hellwig 	if (write_fault)
2989a4903e4SChristoph Hellwig 		flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
2999a4903e4SChristoph Hellwig 
30050a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
301e709acccSJason Gunthorpe 	if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
302e709acccSJason Gunthorpe 		/* Note, handle_mm_fault did up_read(&mm->mmap_sem)) */
30373231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
304e709acccSJason Gunthorpe 	}
30550a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
306f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
30774eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
30874eee180SJérôme Glisse 	}
30974eee180SJérôme Glisse 
31073231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
31174eee180SJérôme Glisse }
31274eee180SJérôme Glisse 
313da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
314da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
315da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
316da4c3c73SJérôme Glisse {
317c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
318c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
319ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
320da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
321da4c3c73SJérôme Glisse 
322da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
323da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
324f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
325da4c3c73SJérôme Glisse 
326da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
327da4c3c73SJérôme Glisse }
328da4c3c73SJérôme Glisse 
3295504ed29SJérôme Glisse /*
330d2e8d551SRalph Campbell  * hmm_vma_walk_hole_() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
331d2e8d551SRalph Campbell  * @addr: range virtual start address (inclusive)
3325504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3332aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3342aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3355504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
336085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3375504ed29SJérôme Glisse  *
3385504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3395504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3405504ed29SJérôme Glisse  */
3412aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3422aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
343da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
344da4c3c73SJérôme Glisse {
34574eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
34674eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
347ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
348*7f08263dSChristoph Hellwig 	unsigned long i;
349da4c3c73SJérôme Glisse 
35074eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
351*7f08263dSChristoph Hellwig 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
35263d5066fSJérôme Glisse 
353*7f08263dSChristoph Hellwig 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++) {
354f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
3552aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
35674eee180SJérôme Glisse 			int ret;
357da4c3c73SJérôme Glisse 
3582aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
3592aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
36073231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
36174eee180SJérôme Glisse 				return ret;
36274eee180SJérôme Glisse 		}
36374eee180SJérôme Glisse 	}
36474eee180SJérôme Glisse 
36573231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
3662aee09d8SJérôme Glisse }
3672aee09d8SJérôme Glisse 
3682aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
3692aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
3702aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
3712aee09d8SJérôme Glisse {
372f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
373f88a1e90SJérôme Glisse 
374d45d464bSChristoph Hellwig 	if (hmm_vma_walk->flags & HMM_FAULT_SNAPSHOT)
3752aee09d8SJérôme Glisse 		return;
3762aee09d8SJérôme Glisse 
377023a019aSJérôme Glisse 	/*
378023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
379023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
380d2e8d551SRalph Campbell 	 * be used 2 ways. The first one where the HMM user coalesces
381d2e8d551SRalph Campbell 	 * multiple page faults into one request and sets flags per pfn for
382d2e8d551SRalph Campbell 	 * those faults. The second one where the HMM user wants to pre-
383023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
384023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
385023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
386023a019aSJérôme Glisse 	 */
387023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
388023a019aSJérôme Glisse 
3892aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
390f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
3912aee09d8SJérôme Glisse 		return;
392d2e8d551SRalph Campbell 	/* If this is device memory then only fault if explicitly requested */
393f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
394f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
395f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
396f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
397f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
398f88a1e90SJérôme Glisse 		}
3992aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4002aee09d8SJérôme Glisse 	}
401f88a1e90SJérôme Glisse 
402f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
403f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
404f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
405f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
406f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
407f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4082aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4092aee09d8SJérôme Glisse 	}
4102aee09d8SJérôme Glisse }
4112aee09d8SJérôme Glisse 
4122aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4132aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4142aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4152aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4162aee09d8SJérôme Glisse {
4172aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4182aee09d8SJérôme Glisse 
419d45d464bSChristoph Hellwig 	if (hmm_vma_walk->flags & HMM_FAULT_SNAPSHOT) {
4202aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4212aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4222aee09d8SJérôme Glisse 	}
4232aee09d8SJérôme Glisse 
424a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4252aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4262aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4272aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
428a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4292aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4302aee09d8SJérôme Glisse 	}
4312aee09d8SJérôme Glisse }
4322aee09d8SJérôme Glisse 
4332aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4342aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4352aee09d8SJérôme Glisse {
4362aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4372aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4382aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4392aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4402aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4412aee09d8SJérôme Glisse 
4422aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4432aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4442aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4452aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4462aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4472aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4482aee09d8SJérôme Glisse }
4492aee09d8SJérôme Glisse 
450f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4512aee09d8SJérôme Glisse {
4522aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4532aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
454f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
455f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
456f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
457da4c3c73SJérôme Glisse }
458da4c3c73SJérôme Glisse 
459992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
460992de9a8SJérôme Glisse {
461992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
462992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
463992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
464992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
465992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
466992de9a8SJérôme Glisse }
467992de9a8SJérôme Glisse 
46853f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
46953f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
47053f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
47153f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
47253f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
47353f5c3f4SJérôme Glisse {
474992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
47553f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
476f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4772aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
4782aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
479f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
48053f5c3f4SJérôme Glisse 
4812aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
482f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
4832aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
4842aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
48553f5c3f4SJérôme Glisse 
4862aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
4872aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
48853f5c3f4SJérôme Glisse 
48953f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
490992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
491992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
492992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
493992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
494992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
495992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
496992de9a8SJérôme Glisse 		}
497391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
498992de9a8SJérôme Glisse 	}
499992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
500992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
501992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
502992de9a8SJérôme Glisse 	}
50353f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
50453f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
505992de9a8SJérôme Glisse #else
506d2e8d551SRalph Campbell 	/* If THP is not enabled then we should never reach this code ! */
507992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
508992de9a8SJérôme Glisse #endif
50953f5c3f4SJérôme Glisse }
51053f5c3f4SJérôme Glisse 
511f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5122aee09d8SJérôme Glisse {
513789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5142aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
515f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
516f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
517f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5182aee09d8SJérôme Glisse }
5192aee09d8SJérôme Glisse 
52053f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
52153f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
52253f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
52353f5c3f4SJérôme Glisse {
52453f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
525f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
5262aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5272aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
52853f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
529f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
53053f5c3f4SJérôme Glisse 
531f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
53273231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
53353f5c3f4SJérôme Glisse 
53453f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
53573231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
53673231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5372aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
53853f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
53953f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
54053f5c3f4SJérôme Glisse 	}
54153f5c3f4SJérôme Glisse 
54253f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
54353f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
54453f5c3f4SJérôme Glisse 
54553f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5462aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
54753f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
54853f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
54953f5c3f4SJérôme Glisse 		}
55053f5c3f4SJérôme Glisse 
55153f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
55253f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
55353f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
55453f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
55553f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
556f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
557f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5582aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
559f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
560f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
561f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
562f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
563f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
564391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
565391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
566f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
56753f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
56853f5c3f4SJérôme Glisse 		}
56953f5c3f4SJérôme Glisse 
57053f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
5712aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
57253f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
57353f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
574d2e8d551SRalph Campbell 				migration_entry_wait(walk->mm, pmdp, addr);
57573231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
57653f5c3f4SJérôme Glisse 			}
57753f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
57853f5c3f4SJérôme Glisse 		}
57953f5c3f4SJérôme Glisse 
58053f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
581f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
58253f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
58373231612SJérôme Glisse 	} else {
58473231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
58573231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
58673231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
58753f5c3f4SJérôme Glisse 	}
58853f5c3f4SJérôme Glisse 
5892aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
59053f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
59153f5c3f4SJérôme Glisse 
592992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
593992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
594992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
595992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
596992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
597992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
598992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
599992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
600992de9a8SJérôme Glisse 	}
601992de9a8SJérôme Glisse 
602391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
60353f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
60453f5c3f4SJérôme Glisse 
60553f5c3f4SJérôme Glisse fault:
606992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
607992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
608992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
609992de9a8SJérôme Glisse 	}
61053f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
61153f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6122aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
61353f5c3f4SJérôme Glisse }
61453f5c3f4SJérôme Glisse 
615da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
616da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
617da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
618da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
619da4c3c73SJérôme Glisse {
62074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
62174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
622ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
623da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
624da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
625da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
626da4c3c73SJérôme Glisse 
627d08faca0SJérôme Glisse again:
628d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
629d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
630d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
631d08faca0SJérôme Glisse 
632d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
633d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
634d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
635d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
636d08faca0SJérôme Glisse 
637d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
638d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
639d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
640d08faca0SJérôme Glisse 
641d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
642d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
643d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
644d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
645d2e8d551SRalph Campbell 			pmd_migration_entry_wait(walk->mm, pmdp);
64673231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
647d08faca0SJérôme Glisse 		}
648d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
649d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
650d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
651d08faca0SJérôme Glisse 
652d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
653da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
654d2e8d551SRalph Campbell 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other thread
655da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
656da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
657da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
658d2e8d551SRalph Campbell 		 * So just read pmd value and check again it's a transparent
659da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
660da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
661da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
662da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
663da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
664da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
665da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
666da4c3c73SJérôme Glisse 
667d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
66853f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
669da4c3c73SJérôme Glisse 	}
670da4c3c73SJérôme Glisse 
671d08faca0SJérôme Glisse 	/*
672d2e8d551SRalph Campbell 	 * We have handled all the valid cases above ie either none, migration,
673d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
674d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
675d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
676d08faca0SJérôme Glisse 	 */
677d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
678da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
679da4c3c73SJérôme Glisse 
680da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
681d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
682da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
68353f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
684da4c3c73SJérôme Glisse 
68553f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
68653f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
68753f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
68874eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
68953f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
69074eee180SJérôme Glisse 		}
691da4c3c73SJérôme Glisse 	}
692992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
693992de9a8SJérôme Glisse 		/*
694992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
695992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
696992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
697992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
698992de9a8SJérôme Glisse 		 */
699992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
700992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
701992de9a8SJérôme Glisse 	}
702da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
703da4c3c73SJérôme Glisse 
70453f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
705da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
706da4c3c73SJérôme Glisse }
707da4c3c73SJérôme Glisse 
708992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
709992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
710992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
711992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
712992de9a8SJérôme Glisse {
713992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
714992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
715992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
716992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
717992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
718992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
719992de9a8SJérôme Glisse 
720992de9a8SJérôme Glisse again:
721992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
722992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
723992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
724992de9a8SJérôme Glisse 
725992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
726992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
727992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
728992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
729992de9a8SJérôme Glisse 
730992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
731992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
732992de9a8SJérôme Glisse 
733992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
734992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
735992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
736992de9a8SJérôme Glisse 
737992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
738992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
739992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
740992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
741992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
742992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
743992de9a8SJérôme Glisse 
744992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
745992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
746992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
747992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
748992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
749992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
750391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
751391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
752992de9a8SJérôme Glisse 		}
753992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
754992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
755992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
756992de9a8SJérôme Glisse 		}
757992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
758992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
759992de9a8SJérôme Glisse 	}
760992de9a8SJérôme Glisse 
761992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
762992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
763992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
764992de9a8SJérôme Glisse 
765992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
766992de9a8SJérôme Glisse 	do {
767992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
768992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
769992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
770992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
771992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
772992de9a8SJérôme Glisse 
773992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
774992de9a8SJérôme Glisse }
775992de9a8SJérôme Glisse 
77663d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
77763d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
77863d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
77963d5066fSJérôme Glisse {
78063d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
781*7f08263dSChristoph Hellwig 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask;
78263d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
78363d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
78463d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
78563d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
78663d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
78763d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
78863d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
78963d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
79063d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
79163d5066fSJérôme Glisse 
792*7f08263dSChristoph Hellwig 	mask = huge_page_size(h) - 1;
79363d5066fSJérôme Glisse 
794d2e8d551SRalph Campbell 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(vma), walk->mm, pte);
79563d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
79663d5066fSJérôme Glisse 
797*7f08263dSChristoph Hellwig 	i = (start - range->start) >> PAGE_SHIFT;
79863d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
79963d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
80063d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
80163d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
80263d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
80363d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
80463d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
80563d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
80663d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
80763d5066fSJérôme Glisse 	}
80863d5066fSJérôme Glisse 
809*7f08263dSChristoph Hellwig 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> PAGE_SHIFT);
810*7f08263dSChristoph Hellwig 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++)
811391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
812391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
81363d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
81463d5066fSJérôme Glisse 
81563d5066fSJérôme Glisse unlock:
81663d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
81763d5066fSJérôme Glisse 
81863d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
81963d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
82063d5066fSJérôme Glisse 
82163d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
82263d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
82363d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
82463d5066fSJérôme Glisse #endif
82563d5066fSJérôme Glisse }
82663d5066fSJérôme Glisse 
827f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
828f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
82933cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
83033cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
83133cd47dcSJérôme Glisse {
83233cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
833f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
83433cd47dcSJérôme Glisse }
83533cd47dcSJérôme Glisse 
836da4c3c73SJérôme Glisse /*
837a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
838a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
839a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
840fac555acSChristoph Hellwig  *
841d2e8d551SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
842a3e0d41cSJérôme Glisse  *
843a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
844a3e0d41cSJérôme Glisse  */
845fac555acSChristoph Hellwig int hmm_range_register(struct hmm_range *range, struct hmm_mirror *mirror)
846a3e0d41cSJérôme Glisse {
847e36acfe6SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
8485a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
84963d5066fSJérôme Glisse 
850a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
851a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
852a3e0d41cSJérôme Glisse 
853*7f08263dSChristoph Hellwig 	if ((range->start & (PAGE_SIZE - 1)) || (range->end & (PAGE_SIZE - 1)))
85463d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
855fac555acSChristoph Hellwig 	if (range->start >= range->end)
856a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
857a3e0d41cSJérôme Glisse 
85847f24598SJason Gunthorpe 	/* Prevent hmm_release() from running while the range is valid */
85947f24598SJason Gunthorpe 	if (!mmget_not_zero(hmm->mm))
860a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
861a3e0d41cSJérôme Glisse 
862085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
8635a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
864a3e0d41cSJérôme Glisse 
865085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
866e36acfe6SJason Gunthorpe 	kref_get(&hmm->kref);
867157816f3SJason Gunthorpe 	list_add(&range->list, &hmm->ranges);
868a3e0d41cSJérôme Glisse 
869a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
870a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
871a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
872a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
873085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
874a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
8755a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
876a3e0d41cSJérôme Glisse 
877a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
878a3e0d41cSJérôme Glisse }
879a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
880a3e0d41cSJérôme Glisse 
881a3e0d41cSJérôme Glisse /*
882a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
883a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
884a3e0d41cSJérôme Glisse  *
885a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
886a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
887a3e0d41cSJérôme Glisse  */
888a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
889a3e0d41cSJérôme Glisse {
890085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
8915a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
892a3e0d41cSJérôme Glisse 
8935a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
89447f24598SJason Gunthorpe 	list_del_init(&range->list);
8955a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
896a3e0d41cSJérôme Glisse 
897a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
89847f24598SJason Gunthorpe 	mmput(hmm->mm);
899085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
9002dcc3eb8SJason Gunthorpe 
9012dcc3eb8SJason Gunthorpe 	/*
9022dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * The range is now invalid and the ref on the hmm is dropped, so
9032dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * poison the pointer.  Leave other fields in place, for the caller's
9042dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * use.
9052dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 */
906a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
9072dcc3eb8SJason Gunthorpe 	memset(&range->hmm, POISON_INUSE, sizeof(range->hmm));
908a3e0d41cSJérôme Glisse }
909a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
910a3e0d41cSJérôme Glisse 
9119a4903e4SChristoph Hellwig /**
9129a4903e4SChristoph Hellwig  * hmm_range_fault - try to fault some address in a virtual address range
91308232a45SJérôme Glisse  * @range:	range being faulted
9149a4903e4SChristoph Hellwig  * @flags:	HMM_FAULT_* flags
91573231612SJérôme Glisse  *
9169a4903e4SChristoph Hellwig  * Return: the number of valid pages in range->pfns[] (from range start
9179a4903e4SChristoph Hellwig  * address), which may be zero.  On error one of the following status codes
9189a4903e4SChristoph Hellwig  * can be returned:
9199a4903e4SChristoph Hellwig  *
9209a4903e4SChristoph Hellwig  * -EINVAL:	Invalid arguments or mm or virtual address is in an invalid vma
9219a4903e4SChristoph Hellwig  *		(e.g., device file vma).
92273231612SJérôme Glisse  * -ENOMEM:	Out of memory.
9239a4903e4SChristoph Hellwig  * -EPERM:	Invalid permission (e.g., asking for write and range is read
9249a4903e4SChristoph Hellwig  *		only).
9259a4903e4SChristoph Hellwig  * -EAGAIN:	A page fault needs to be retried and mmap_sem was dropped.
9269a4903e4SChristoph Hellwig  * -EBUSY:	The range has been invalidated and the caller needs to wait for
9279a4903e4SChristoph Hellwig  *		the invalidation to finish.
9289a4903e4SChristoph Hellwig  * -EFAULT:	Invalid (i.e., either no valid vma or it is illegal to access
9299a4903e4SChristoph Hellwig  *		that range) number of valid pages in range->pfns[] (from
93073231612SJérôme Glisse  *              range start address).
93174eee180SJérôme Glisse  *
93274eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
93373231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
93473231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
93574eee180SJérôme Glisse  *
936ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
937ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
93874eee180SJérôme Glisse  */
9399a4903e4SChristoph Hellwig long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, unsigned int flags)
94074eee180SJérôme Glisse {
94163d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
942a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
94374eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
944a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
945a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
94674eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
94774eee180SJérôme Glisse 	int ret;
94874eee180SJérôme Glisse 
94947f24598SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held(&hmm->mm->mmap_sem);
950a3e0d41cSJérôme Glisse 
951a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
952a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
9532bcbeaefSChristoph Hellwig 		if (!range->valid)
9542bcbeaefSChristoph Hellwig 			return -EBUSY;
95574eee180SJérôme Glisse 
956a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
95763d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
958a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
959a3e0d41cSJérôme Glisse 
96086586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
96186586a41SJérôme Glisse 			/*
962a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
963a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
964a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
96586586a41SJérôme Glisse 			 */
966a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
967a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
96886586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
96986586a41SJérôme Glisse 		}
97074eee180SJérôme Glisse 
971992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
972a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
9739a4903e4SChristoph Hellwig 		hmm_vma_walk.flags = flags;
97474eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
97574eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
976a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
97774eee180SJérôme Glisse 
97874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
97974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
98074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
98174eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
98274eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
983992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
98474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
98574eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
98663d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
98774eee180SJérôme Glisse 
98874eee180SJérôme Glisse 		do {
989a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
99074eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
991a3e0d41cSJérôme Glisse 
99273231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
99373231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
99474eee180SJérôme Glisse 
99574eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
99674eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
99774eee180SJérôme Glisse 
99874eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
999a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1000a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
100173231612SJérôme Glisse 			return ret;
100274eee180SJérôme Glisse 		}
1003a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1004a3e0d41cSJérôme Glisse 
1005a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1006704f3f2cSJérôme Glisse 
100773231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
100874eee180SJérôme Glisse }
100973231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
101055c0ece8SJérôme Glisse 
101155c0ece8SJérôme Glisse /**
10129a4903e4SChristoph Hellwig  * hmm_range_dma_map - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
101355c0ece8SJérôme Glisse  * @range:	range being faulted
10149a4903e4SChristoph Hellwig  * @device:	device to map page to
10159a4903e4SChristoph Hellwig  * @daddrs:	array of dma addresses for the mapped pages
10169a4903e4SChristoph Hellwig  * @flags:	HMM_FAULT_*
101755c0ece8SJérôme Glisse  *
10189a4903e4SChristoph Hellwig  * Return: the number of pages mapped on success (including zero), or any
10199a4903e4SChristoph Hellwig  * status return from hmm_range_fault() otherwise.
102055c0ece8SJérôme Glisse  */
10219a4903e4SChristoph Hellwig long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range, struct device *device,
10229a4903e4SChristoph Hellwig 		dma_addr_t *daddrs, unsigned int flags)
102355c0ece8SJérôme Glisse {
102455c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
102555c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
102655c0ece8SJérôme Glisse 
10279a4903e4SChristoph Hellwig 	ret = hmm_range_fault(range, flags);
102855c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
102955c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
103055c0ece8SJérôme Glisse 
103155c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
103255c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
103355c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
103455c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
103555c0ece8SJérôme Glisse 
103655c0ece8SJérôme Glisse 		/*
103755c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
103855c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
103955c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
104055c0ece8SJérôme Glisse 		 *
104155c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
104255c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
104355c0ece8SJérôme Glisse 		 */
104455c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
104555c0ece8SJérôme Glisse 
1046391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
104755c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
104855c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
104955c0ece8SJérôme Glisse 
105055c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
105155c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
105255c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
105355c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
105455c0ece8SJérôme Glisse 		}
105555c0ece8SJérôme Glisse 
105655c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
105755c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
105855c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
105955c0ece8SJérôme Glisse 
106055c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
106155c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
106255c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
106355c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
106455c0ece8SJérôme Glisse 		}
106555c0ece8SJérôme Glisse 
106655c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
106755c0ece8SJérôme Glisse 	}
106855c0ece8SJérôme Glisse 
106955c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
107055c0ece8SJérôme Glisse 
107155c0ece8SJérôme Glisse unmap:
107255c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
107355c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
107455c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
107555c0ece8SJérôme Glisse 
1076391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
107755c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
107855c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
107955c0ece8SJérôme Glisse 
108055c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
108155c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
108255c0ece8SJérôme Glisse 
108355c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
108455c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
108555c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
108655c0ece8SJérôme Glisse 
108755c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
108855c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
108955c0ece8SJérôme Glisse 	}
109055c0ece8SJérôme Glisse 
109155c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
109255c0ece8SJérôme Glisse }
109355c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
109455c0ece8SJérôme Glisse 
109555c0ece8SJérôme Glisse /**
109655c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
109755c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
109855c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
109955c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
110055c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1101085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
110255c0ece8SJérôme Glisse  *
110355c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
110455c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
110555c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
110655c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
110755c0ece8SJérôme Glisse  */
110855c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
110955c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
111055c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
111155c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
111255c0ece8SJérôme Glisse {
111355c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
111455c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
111555c0ece8SJérôme Glisse 
111655c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
111755c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
111855c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
111955c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
112055c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
112155c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
112255c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
112355c0ece8SJérôme Glisse 
112455c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
112555c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
112655c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
112755c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
112855c0ece8SJérôme Glisse 
1129391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
113055c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
113155c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
113255c0ece8SJérôme Glisse 
113355c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
113455c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
113555c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
113655c0ece8SJérôme Glisse 
113755c0ece8SJérôme Glisse 			/*
113855c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
113955c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
114055c0ece8SJérôme Glisse 			 */
114155c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
114255c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
114355c0ece8SJérôme Glisse 		}
114455c0ece8SJérôme Glisse 
114555c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
114655c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
114755c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
114855c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
114955c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
115055c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
115155c0ece8SJérôme Glisse 	}
115255c0ece8SJérôme Glisse 
115355c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
115455c0ece8SJérôme Glisse }
115555c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
1156