xref: /linux/mm/hmm.c (revision 8d63e4cd62b2583c7efe64f2ede406b3f44983f6)
1133ff0eaSJérôme Glisse /*
2133ff0eaSJérôme Glisse  * Copyright 2013 Red Hat Inc.
3133ff0eaSJérôme Glisse  *
4133ff0eaSJérôme Glisse  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5133ff0eaSJérôme Glisse  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6133ff0eaSJérôme Glisse  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7133ff0eaSJérôme Glisse  * (at your option) any later version.
8133ff0eaSJérôme Glisse  *
9133ff0eaSJérôme Glisse  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10133ff0eaSJérôme Glisse  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11133ff0eaSJérôme Glisse  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12133ff0eaSJérôme Glisse  * GNU General Public License for more details.
13133ff0eaSJérôme Glisse  *
14133ff0eaSJérôme Glisse  * Authors: Jérôme Glisse <jglisse@redhat.com>
15133ff0eaSJérôme Glisse  */
16133ff0eaSJérôme Glisse /*
17133ff0eaSJérôme Glisse  * Refer to include/linux/hmm.h for information about heterogeneous memory
18133ff0eaSJérôme Glisse  * management or HMM for short.
19133ff0eaSJérôme Glisse  */
20133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/mm.h>
21133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/hmm.h>
22858b54daSJérôme Glisse #include <linux/init.h>
23da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/rmap.h>
24da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swap.h>
25133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/slab.h>
26133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/sched.h>
274ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/mmzone.h>
284ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/pagemap.h>
29da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swapops.h>
30da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/hugetlb.h>
314ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memremap.h>
327b2d55d2SJérôme Glisse #include <linux/jump_label.h>
33c0b12405SJérôme Glisse #include <linux/mmu_notifier.h>
344ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memory_hotplug.h>
354ef589dcSJérôme Glisse 
364ef589dcSJérôme Glisse #define PA_SECTION_SIZE (1UL << PA_SECTION_SHIFT)
37133ff0eaSJérôme Glisse 
386b368cd4SJérôme Glisse #if defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) || defined(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
397b2d55d2SJérôme Glisse /*
407b2d55d2SJérôme Glisse  * Device private memory see HMM (Documentation/vm/hmm.txt) or hmm.h
417b2d55d2SJérôme Glisse  */
427b2d55d2SJérôme Glisse DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(device_private_key);
437b2d55d2SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(device_private_key);
446b368cd4SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
457b2d55d2SJérôme Glisse 
467b2d55d2SJérôme Glisse 
476b368cd4SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR)
48c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
49c0b12405SJérôme Glisse 
50133ff0eaSJérôme Glisse /*
51133ff0eaSJérôme Glisse  * struct hmm - HMM per mm struct
52133ff0eaSJérôme Glisse  *
53133ff0eaSJérôme Glisse  * @mm: mm struct this HMM struct is bound to
54da4c3c73SJérôme Glisse  * @lock: lock protecting ranges list
55c0b12405SJérôme Glisse  * @sequence: we track updates to the CPU page table with a sequence number
56da4c3c73SJérôme Glisse  * @ranges: list of range being snapshotted
57c0b12405SJérôme Glisse  * @mirrors: list of mirrors for this mm
58c0b12405SJérôme Glisse  * @mmu_notifier: mmu notifier to track updates to CPU page table
59c0b12405SJérôme Glisse  * @mirrors_sem: read/write semaphore protecting the mirrors list
60133ff0eaSJérôme Glisse  */
61133ff0eaSJérôme Glisse struct hmm {
62133ff0eaSJérôme Glisse 	struct mm_struct	*mm;
63da4c3c73SJérôme Glisse 	spinlock_t		lock;
64c0b12405SJérôme Glisse 	atomic_t		sequence;
65da4c3c73SJérôme Glisse 	struct list_head	ranges;
66c0b12405SJérôme Glisse 	struct list_head	mirrors;
67c0b12405SJérôme Glisse 	struct mmu_notifier	mmu_notifier;
68c0b12405SJérôme Glisse 	struct rw_semaphore	mirrors_sem;
69133ff0eaSJérôme Glisse };
70133ff0eaSJérôme Glisse 
71133ff0eaSJérôme Glisse /*
72133ff0eaSJérôme Glisse  * hmm_register - register HMM against an mm (HMM internal)
73133ff0eaSJérôme Glisse  *
74133ff0eaSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
75133ff0eaSJérôme Glisse  *
76133ff0eaSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. It allocates an
77133ff0eaSJérôme Glisse  * HMM struct if mm does not have one, and initializes it.
78133ff0eaSJérôme Glisse  */
79133ff0eaSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_register(struct mm_struct *mm)
80133ff0eaSJérôme Glisse {
81c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mm->hmm);
82c0b12405SJérôme Glisse 	bool cleanup = false;
83133ff0eaSJérôme Glisse 
84133ff0eaSJérôme Glisse 	/*
85133ff0eaSJérôme Glisse 	 * The hmm struct can only be freed once the mm_struct goes away,
86133ff0eaSJérôme Glisse 	 * hence we should always have pre-allocated an new hmm struct
87133ff0eaSJérôme Glisse 	 * above.
88133ff0eaSJérôme Glisse 	 */
89c0b12405SJérôme Glisse 	if (hmm)
90c0b12405SJérôme Glisse 		return hmm;
91c0b12405SJérôme Glisse 
92c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
93c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
94c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
95c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
96c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
97c0b12405SJérôme Glisse 	atomic_set(&hmm->sequence, 0);
98c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
99da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
100da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_lock_init(&hmm->lock);
101c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
102c0b12405SJérôme Glisse 
103c0b12405SJérôme Glisse 	/*
104c0b12405SJérôme Glisse 	 * We should only get here if hold the mmap_sem in write mode ie on
105c0b12405SJérôme Glisse 	 * registration of first mirror through hmm_mirror_register()
106c0b12405SJérôme Glisse 	 */
107c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
108c0b12405SJérôme Glisse 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm)) {
109c0b12405SJérôme Glisse 		kfree(hmm);
110c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
111c0b12405SJérôme Glisse 	}
112c0b12405SJérôme Glisse 
113c0b12405SJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
114c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm->hmm)
115c0b12405SJérôme Glisse 		mm->hmm = hmm;
116c0b12405SJérôme Glisse 	else
117c0b12405SJérôme Glisse 		cleanup = true;
118c0b12405SJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
119c0b12405SJérôme Glisse 
120c0b12405SJérôme Glisse 	if (cleanup) {
121c0b12405SJérôme Glisse 		mmu_notifier_unregister(&hmm->mmu_notifier, mm);
122c0b12405SJérôme Glisse 		kfree(hmm);
123c0b12405SJérôme Glisse 	}
124c0b12405SJérôme Glisse 
125133ff0eaSJérôme Glisse 	return mm->hmm;
126133ff0eaSJérôme Glisse }
127133ff0eaSJérôme Glisse 
128133ff0eaSJérôme Glisse void hmm_mm_destroy(struct mm_struct *mm)
129133ff0eaSJérôme Glisse {
130133ff0eaSJérôme Glisse 	kfree(mm->hmm);
131133ff0eaSJérôme Glisse }
132c0b12405SJérôme Glisse 
133c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range(struct hmm *hmm,
134c0b12405SJérôme Glisse 				 enum hmm_update_type action,
135c0b12405SJérôme Glisse 				 unsigned long start,
136c0b12405SJérôme Glisse 				 unsigned long end)
137c0b12405SJérôme Glisse {
138c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
139da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
140da4c3c73SJérôme Glisse 
141da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm->lock);
142da4c3c73SJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
143da4c3c73SJérôme Glisse 		unsigned long addr, idx, npages;
144da4c3c73SJérôme Glisse 
145da4c3c73SJérôme Glisse 		if (end < range->start || start >= range->end)
146da4c3c73SJérôme Glisse 			continue;
147da4c3c73SJérôme Glisse 
148da4c3c73SJérôme Glisse 		range->valid = false;
149da4c3c73SJérôme Glisse 		addr = max(start, range->start);
150da4c3c73SJérôme Glisse 		idx = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
151da4c3c73SJérôme Glisse 		npages = (min(range->end, end) - addr) >> PAGE_SHIFT;
152da4c3c73SJérôme Glisse 		memset(&range->pfns[idx], 0, sizeof(*range->pfns) * npages);
153da4c3c73SJérôme Glisse 	}
154da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm->lock);
155c0b12405SJérôme Glisse 
156c0b12405SJérôme Glisse 	down_read(&hmm->mirrors_sem);
157c0b12405SJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list)
158c0b12405SJérôme Glisse 		mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, action,
159c0b12405SJérôme Glisse 							start, end);
160c0b12405SJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
161c0b12405SJérôme Glisse }
162c0b12405SJérôme Glisse 
163c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
164c0b12405SJérôme Glisse 				       struct mm_struct *mm,
165c0b12405SJérôme Glisse 				       unsigned long start,
166c0b12405SJérôme Glisse 				       unsigned long end)
167c0b12405SJérôme Glisse {
168c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm->hmm;
169c0b12405SJérôme Glisse 
170c0b12405SJérôme Glisse 	VM_BUG_ON(!hmm);
171c0b12405SJérôme Glisse 
172c0b12405SJérôme Glisse 	atomic_inc(&hmm->sequence);
173c0b12405SJérôme Glisse }
174c0b12405SJérôme Glisse 
175c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
176c0b12405SJérôme Glisse 				     struct mm_struct *mm,
177c0b12405SJérôme Glisse 				     unsigned long start,
178c0b12405SJérôme Glisse 				     unsigned long end)
179c0b12405SJérôme Glisse {
180c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm->hmm;
181c0b12405SJérôme Glisse 
182c0b12405SJérôme Glisse 	VM_BUG_ON(!hmm);
183c0b12405SJérôme Glisse 
184c0b12405SJérôme Glisse 	hmm_invalidate_range(mm->hmm, HMM_UPDATE_INVALIDATE, start, end);
185c0b12405SJérôme Glisse }
186c0b12405SJérôme Glisse 
187c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
188c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
189c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
190c0b12405SJérôme Glisse };
191c0b12405SJérôme Glisse 
192c0b12405SJérôme Glisse /*
193c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
194c0b12405SJérôme Glisse  *
195c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
196c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
197c0b12405SJérôme Glisse  *
198c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
199c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
200c0b12405SJérôme Glisse  *
201c0b12405SJérôme Glisse  * THE mm->mmap_sem MUST BE HELD IN WRITE MODE !
202c0b12405SJérôme Glisse  */
203c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
204c0b12405SJérôme Glisse {
205c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
206c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
207c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
208c0b12405SJérôme Glisse 
209c0b12405SJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_register(mm);
210c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
211c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
212c0b12405SJérôme Glisse 
213c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
214c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
215c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
216c0b12405SJérôme Glisse 
217c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
218c0b12405SJérôme Glisse }
219c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
220c0b12405SJérôme Glisse 
221c0b12405SJérôme Glisse /*
222c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
223c0b12405SJérôme Glisse  *
224c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
225c0b12405SJérôme Glisse  *
226c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
227c0b12405SJérôme Glisse  */
228c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
229c0b12405SJérôme Glisse {
230c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
231c0b12405SJérôme Glisse 
232c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
233c0b12405SJérôme Glisse 	list_del(&mirror->list);
234c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
235c0b12405SJérôme Glisse }
236c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
237da4c3c73SJérôme Glisse 
23874eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
23974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
24074eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
24174eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
24274eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
24374eee180SJérôme Glisse 	bool			write;
24474eee180SJérôme Glisse };
24574eee180SJérôme Glisse 
24674eee180SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk,
24774eee180SJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
24874eee180SJérôme Glisse 			    hmm_pfn_t *pfn)
24974eee180SJérôme Glisse {
25074eee180SJérôme Glisse 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_REMOTE;
25174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
25274eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
25374eee180SJérôme Glisse 	int r;
25474eee180SJérôme Glisse 
25574eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
25674eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->write ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
25774eee180SJérôme Glisse 	r = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
25874eee180SJérôme Glisse 	if (r & VM_FAULT_RETRY)
25974eee180SJérôme Glisse 		return -EBUSY;
26074eee180SJérôme Glisse 	if (r & VM_FAULT_ERROR) {
26174eee180SJérôme Glisse 		*pfn = HMM_PFN_ERROR;
26274eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
26374eee180SJérôme Glisse 	}
26474eee180SJérôme Glisse 
26574eee180SJérôme Glisse 	return -EAGAIN;
26674eee180SJérôme Glisse }
26774eee180SJérôme Glisse 
268da4c3c73SJérôme Glisse static void hmm_pfns_special(hmm_pfn_t *pfns,
269da4c3c73SJérôme Glisse 			     unsigned long addr,
270da4c3c73SJérôme Glisse 			     unsigned long end)
271da4c3c73SJérôme Glisse {
272da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
273da4c3c73SJérôme Glisse 		*pfns = HMM_PFN_SPECIAL;
274da4c3c73SJérôme Glisse }
275da4c3c73SJérôme Glisse 
276da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
277da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
278da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
279da4c3c73SJérôme Glisse {
280da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = walk->private;
281da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm_pfn_t *pfns = range->pfns;
282da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
283da4c3c73SJérôme Glisse 
284da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
285da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
286da4c3c73SJérôme Glisse 		pfns[i] = HMM_PFN_ERROR;
287da4c3c73SJérôme Glisse 
288da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
289da4c3c73SJérôme Glisse }
290da4c3c73SJérôme Glisse 
29174eee180SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(hmm_pfn_t *pfns,
29274eee180SJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
29374eee180SJérôme Glisse 			   unsigned long end)
29474eee180SJérôme Glisse {
29574eee180SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
29674eee180SJérôme Glisse 		*pfns = 0;
29774eee180SJérôme Glisse }
29874eee180SJérôme Glisse 
299da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr,
300da4c3c73SJérôme Glisse 			     unsigned long end,
301da4c3c73SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
302da4c3c73SJérôme Glisse {
30374eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
30474eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
305da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm_pfn_t *pfns = range->pfns;
306da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
307da4c3c73SJérôme Glisse 
30874eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
309da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
31074eee180SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++) {
311da4c3c73SJérôme Glisse 		pfns[i] = HMM_PFN_EMPTY;
31274eee180SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->fault) {
31374eee180SJérôme Glisse 			int ret;
314da4c3c73SJérôme Glisse 
31574eee180SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, &pfns[i]);
31674eee180SJérôme Glisse 			if (ret != -EAGAIN)
31774eee180SJérôme Glisse 				return ret;
31874eee180SJérôme Glisse 		}
31974eee180SJérôme Glisse 	}
32074eee180SJérôme Glisse 
32174eee180SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk->fault ? -EAGAIN : 0;
322da4c3c73SJérôme Glisse }
323da4c3c73SJérôme Glisse 
324da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_clear(unsigned long addr,
325da4c3c73SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
326da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
327da4c3c73SJérôme Glisse {
32874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
32974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
330da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm_pfn_t *pfns = range->pfns;
331da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
332da4c3c73SJérôme Glisse 
33374eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
334da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
33574eee180SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++) {
336da4c3c73SJérôme Glisse 		pfns[i] = 0;
33774eee180SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->fault) {
33874eee180SJérôme Glisse 			int ret;
339da4c3c73SJérôme Glisse 
34074eee180SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, &pfns[i]);
34174eee180SJérôme Glisse 			if (ret != -EAGAIN)
34274eee180SJérôme Glisse 				return ret;
34374eee180SJérôme Glisse 		}
34474eee180SJérôme Glisse 	}
34574eee180SJérôme Glisse 
34674eee180SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk->fault ? -EAGAIN : 0;
347da4c3c73SJérôme Glisse }
348da4c3c73SJérôme Glisse 
349da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
350da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
351da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
352da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
353da4c3c73SJérôme Glisse {
35474eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
35574eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
356da4c3c73SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
357da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm_pfn_t *pfns = range->pfns;
358da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
35974eee180SJérôme Glisse 	bool write_fault;
360da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm_pfn_t flag;
361da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
362da4c3c73SJérôme Glisse 
363da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
364da4c3c73SJérôme Glisse 	flag = vma->vm_flags & VM_READ ? HMM_PFN_READ : 0;
36574eee180SJérôme Glisse 	write_fault = hmm_vma_walk->fault & hmm_vma_walk->write;
366da4c3c73SJérôme Glisse 
367da4c3c73SJérôme Glisse again:
368da4c3c73SJérôme Glisse 	if (pmd_none(*pmdp))
369da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
370da4c3c73SJérôme Glisse 
371da4c3c73SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(*pmdp) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB)
372da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
373da4c3c73SJérôme Glisse 
374da4c3c73SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(*pmdp) || pmd_trans_huge(*pmdp)) {
375da4c3c73SJérôme Glisse 		unsigned long pfn;
376da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd_t pmd;
377da4c3c73SJérôme Glisse 
378da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
379da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
380da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
381da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
382da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
383da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its a transparent
384da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
385da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
386da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
387da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
388da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
389da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
390da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
391da4c3c73SJérôme Glisse 		if (pmd_protnone(pmd))
392da4c3c73SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_clear(start, end, walk);
393da4c3c73SJérôme Glisse 
394f6f37321SLinus Torvalds 		if (write_fault && !pmd_write(pmd))
39574eee180SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_clear(start, end, walk);
39674eee180SJérôme Glisse 
397da4c3c73SJérôme Glisse 		pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
398f6f37321SLinus Torvalds 		flag |= pmd_write(pmd) ? HMM_PFN_WRITE : 0;
399da4c3c73SJérôme Glisse 		for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++)
400da4c3c73SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_pfn_t_from_pfn(pfn) | flag;
401da4c3c73SJérôme Glisse 		return 0;
402da4c3c73SJérôme Glisse 	}
403da4c3c73SJérôme Glisse 
404da4c3c73SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(*pmdp))
405da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
406da4c3c73SJérôme Glisse 
407da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
408da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
409da4c3c73SJérôme Glisse 		pte_t pte = *ptep;
410da4c3c73SJérôme Glisse 
411da4c3c73SJérôme Glisse 		pfns[i] = 0;
412da4c3c73SJérôme Glisse 
41374eee180SJérôme Glisse 		if (pte_none(pte)) {
414da4c3c73SJérôme Glisse 			pfns[i] = HMM_PFN_EMPTY;
41574eee180SJérôme Glisse 			if (hmm_vma_walk->fault)
41674eee180SJérôme Glisse 				goto fault;
417da4c3c73SJérôme Glisse 			continue;
418da4c3c73SJérôme Glisse 		}
419da4c3c73SJérôme Glisse 
42074eee180SJérôme Glisse 		if (!pte_present(pte)) {
421*8d63e4cdSRalph Campbell 			swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
42274eee180SJérôme Glisse 
42374eee180SJérôme Glisse 			if (!non_swap_entry(entry)) {
42474eee180SJérôme Glisse 				if (hmm_vma_walk->fault)
42574eee180SJérôme Glisse 					goto fault;
42674eee180SJérôme Glisse 				continue;
42774eee180SJérôme Glisse 			}
42874eee180SJérôme Glisse 
42974eee180SJérôme Glisse 			/*
43074eee180SJérôme Glisse 			 * This is a special swap entry, ignore migration, use
43174eee180SJérôme Glisse 			 * device and report anything else as error.
43274eee180SJérôme Glisse 			 */
4334ef589dcSJérôme Glisse 			if (is_device_private_entry(entry)) {
4344ef589dcSJérôme Glisse 				pfns[i] = hmm_pfn_t_from_pfn(swp_offset(entry));
4354ef589dcSJérôme Glisse 				if (is_write_device_private_entry(entry)) {
4364ef589dcSJérôme Glisse 					pfns[i] |= HMM_PFN_WRITE;
4374ef589dcSJérôme Glisse 				} else if (write_fault)
4384ef589dcSJérôme Glisse 					goto fault;
4394ef589dcSJérôme Glisse 				pfns[i] |= HMM_PFN_DEVICE_UNADDRESSABLE;
4404ef589dcSJérôme Glisse 				pfns[i] |= flag;
4414ef589dcSJérôme Glisse 			} else if (is_migration_entry(entry)) {
44274eee180SJérôme Glisse 				if (hmm_vma_walk->fault) {
44374eee180SJérôme Glisse 					pte_unmap(ptep);
44474eee180SJérôme Glisse 					hmm_vma_walk->last = addr;
44574eee180SJérôme Glisse 					migration_entry_wait(vma->vm_mm,
44674eee180SJérôme Glisse 							     pmdp, addr);
44774eee180SJérôme Glisse 					return -EAGAIN;
44874eee180SJérôme Glisse 				}
44974eee180SJérôme Glisse 				continue;
45074eee180SJérôme Glisse 			} else {
45174eee180SJérôme Glisse 				/* Report error for everything else */
45274eee180SJérôme Glisse 				pfns[i] = HMM_PFN_ERROR;
45374eee180SJérôme Glisse 			}
45474eee180SJérôme Glisse 			continue;
45574eee180SJérôme Glisse 		}
45674eee180SJérôme Glisse 
457f6f37321SLinus Torvalds 		if (write_fault && !pte_write(pte))
45874eee180SJérôme Glisse 			goto fault;
45974eee180SJérôme Glisse 
460da4c3c73SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_pfn_t_from_pfn(pte_pfn(pte)) | flag;
461f6f37321SLinus Torvalds 		pfns[i] |= pte_write(pte) ? HMM_PFN_WRITE : 0;
46274eee180SJérôme Glisse 		continue;
46374eee180SJérôme Glisse 
46474eee180SJérôme Glisse fault:
46574eee180SJérôme Glisse 		pte_unmap(ptep);
46674eee180SJérôme Glisse 		/* Fault all pages in range */
46774eee180SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_clear(start, end, walk);
468da4c3c73SJérôme Glisse 	}
469da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
470da4c3c73SJérôme Glisse 
471da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
472da4c3c73SJérôme Glisse }
473da4c3c73SJérôme Glisse 
474da4c3c73SJérôme Glisse /*
475da4c3c73SJérôme Glisse  * hmm_vma_get_pfns() - snapshot CPU page table for a range of virtual addresses
476da4c3c73SJérôme Glisse  * @vma: virtual memory area containing the virtual address range
477da4c3c73SJérôme Glisse  * @range: used to track snapshot validity
478da4c3c73SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
479da4c3c73SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
480da4c3c73SJérôme Glisse  * @entries: array of hmm_pfn_t: provided by the caller, filled in by function
481da4c3c73SJérôme Glisse  * Returns: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, 0 success
482da4c3c73SJérôme Glisse  *
483da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
484da4c3c73SJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See hmm_vma_range_done() for further
485da4c3c73SJérôme Glisse  * information.
486da4c3c73SJérôme Glisse  *
487da4c3c73SJérôme Glisse  * The range struct is initialized here. It tracks the CPU page table, but only
488da4c3c73SJérôme Glisse  * if the function returns success (0), in which case the caller must then call
489da4c3c73SJérôme Glisse  * hmm_vma_range_done() to stop CPU page table update tracking on this range.
490da4c3c73SJérôme Glisse  *
491da4c3c73SJérôme Glisse  * NOT CALLING hmm_vma_range_done() IF FUNCTION RETURNS 0 WILL LEAD TO SERIOUS
492da4c3c73SJérôme Glisse  * MEMORY CORRUPTION ! YOU HAVE BEEN WARNED !
493da4c3c73SJérôme Glisse  */
494da4c3c73SJérôme Glisse int hmm_vma_get_pfns(struct vm_area_struct *vma,
495da4c3c73SJérôme Glisse 		     struct hmm_range *range,
496da4c3c73SJérôme Glisse 		     unsigned long start,
497da4c3c73SJérôme Glisse 		     unsigned long end,
498da4c3c73SJérôme Glisse 		     hmm_pfn_t *pfns)
499da4c3c73SJérôme Glisse {
50074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
501da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
502da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm;
503da4c3c73SJérôme Glisse 
504da4c3c73SJérôme Glisse 	/* FIXME support hugetlb fs */
505da4c3c73SJérôme Glisse 	if (is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL)) {
506da4c3c73SJérôme Glisse 		hmm_pfns_special(pfns, start, end);
507da4c3c73SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
508da4c3c73SJérôme Glisse 	}
509da4c3c73SJérôme Glisse 
510da4c3c73SJérôme Glisse 	/* Sanity check, this really should not happen ! */
511da4c3c73SJérôme Glisse 	if (start < vma->vm_start || start >= vma->vm_end)
512da4c3c73SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
513da4c3c73SJérôme Glisse 	if (end < vma->vm_start || end > vma->vm_end)
514da4c3c73SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
515da4c3c73SJérôme Glisse 
516da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm = hmm_register(vma->vm_mm);
517da4c3c73SJérôme Glisse 	if (!hmm)
518da4c3c73SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
519da4c3c73SJérôme Glisse 	/* Caller must have registered a mirror, via hmm_mirror_register() ! */
520da4c3c73SJérôme Glisse 	if (!hmm->mmu_notifier.ops)
521da4c3c73SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
522da4c3c73SJérôme Glisse 
523da4c3c73SJérôme Glisse 	/* Initialize range to track CPU page table update */
524da4c3c73SJérôme Glisse 	range->start = start;
525da4c3c73SJérôme Glisse 	range->pfns = pfns;
526da4c3c73SJérôme Glisse 	range->end = end;
527da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm->lock);
528da4c3c73SJérôme Glisse 	range->valid = true;
529da4c3c73SJérôme Glisse 	list_add_rcu(&range->list, &hmm->ranges);
530da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm->lock);
531da4c3c73SJérôme Glisse 
53274eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.fault = false;
53374eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.range = range;
53474eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
53574eee180SJérôme Glisse 
536da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.vma = vma;
537da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.mm = vma->vm_mm;
538da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.pte_entry = NULL;
539da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.test_walk = NULL;
540da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
541da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
542da4c3c73SJérôme Glisse 	mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
543da4c3c73SJérôme Glisse 
544da4c3c73SJérôme Glisse 	walk_page_range(start, end, &mm_walk);
545da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
546da4c3c73SJérôme Glisse }
547da4c3c73SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_get_pfns);
548da4c3c73SJérôme Glisse 
549da4c3c73SJérôme Glisse /*
550da4c3c73SJérôme Glisse  * hmm_vma_range_done() - stop tracking change to CPU page table over a range
551da4c3c73SJérôme Glisse  * @vma: virtual memory area containing the virtual address range
552da4c3c73SJérôme Glisse  * @range: range being tracked
553da4c3c73SJérôme Glisse  * Returns: false if range data has been invalidated, true otherwise
554da4c3c73SJérôme Glisse  *
555da4c3c73SJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
556da4c3c73SJérôme Glisse  * either hmm_vma_get_pfns() or hmm_vma_fault(). Once the device driver is done
557da4c3c73SJérôme Glisse  * using the data,  or wants to lock updates to the data it got from those
558da4c3c73SJérôme Glisse  * functions, it must call the hmm_vma_range_done() function, which will then
559da4c3c73SJérôme Glisse  * stop tracking CPU page table updates.
560da4c3c73SJérôme Glisse  *
561da4c3c73SJérôme Glisse  * Note that device driver must still implement general CPU page table update
562da4c3c73SJérôme Glisse  * tracking either by using hmm_mirror (see hmm_mirror_register()) or by using
563da4c3c73SJérôme Glisse  * the mmu_notifier API directly.
564da4c3c73SJérôme Glisse  *
565da4c3c73SJérôme Glisse  * CPU page table update tracking done through hmm_range is only temporary and
566da4c3c73SJérôme Glisse  * to be used while trying to duplicate CPU page table contents for a range of
567da4c3c73SJérôme Glisse  * virtual addresses.
568da4c3c73SJérôme Glisse  *
569da4c3c73SJérôme Glisse  * There are two ways to use this :
570da4c3c73SJérôme Glisse  * again:
57174eee180SJérôme Glisse  *   hmm_vma_get_pfns(vma, range, start, end, pfns); or hmm_vma_fault(...);
572da4c3c73SJérôme Glisse  *   trans = device_build_page_table_update_transaction(pfns);
573da4c3c73SJérôme Glisse  *   device_page_table_lock();
574da4c3c73SJérôme Glisse  *   if (!hmm_vma_range_done(vma, range)) {
575da4c3c73SJérôme Glisse  *     device_page_table_unlock();
576da4c3c73SJérôme Glisse  *     goto again;
577da4c3c73SJérôme Glisse  *   }
578da4c3c73SJérôme Glisse  *   device_commit_transaction(trans);
579da4c3c73SJérôme Glisse  *   device_page_table_unlock();
580da4c3c73SJérôme Glisse  *
581da4c3c73SJérôme Glisse  * Or:
58274eee180SJérôme Glisse  *   hmm_vma_get_pfns(vma, range, start, end, pfns); or hmm_vma_fault(...);
583da4c3c73SJérôme Glisse  *   device_page_table_lock();
584da4c3c73SJérôme Glisse  *   hmm_vma_range_done(vma, range);
585da4c3c73SJérôme Glisse  *   device_update_page_table(pfns);
586da4c3c73SJérôme Glisse  *   device_page_table_unlock();
587da4c3c73SJérôme Glisse  */
588da4c3c73SJérôme Glisse bool hmm_vma_range_done(struct vm_area_struct *vma, struct hmm_range *range)
589da4c3c73SJérôme Glisse {
590da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
591da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm;
592da4c3c73SJérôme Glisse 
593da4c3c73SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start) {
594da4c3c73SJérôme Glisse 		BUG();
595da4c3c73SJérôme Glisse 		return false;
596da4c3c73SJérôme Glisse 	}
597da4c3c73SJérôme Glisse 
598da4c3c73SJérôme Glisse 	hmm = hmm_register(vma->vm_mm);
599da4c3c73SJérôme Glisse 	if (!hmm) {
600da4c3c73SJérôme Glisse 		memset(range->pfns, 0, sizeof(*range->pfns) * npages);
601da4c3c73SJérôme Glisse 		return false;
602da4c3c73SJérôme Glisse 	}
603da4c3c73SJérôme Glisse 
604da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm->lock);
605da4c3c73SJérôme Glisse 	list_del_rcu(&range->list);
606da4c3c73SJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm->lock);
607da4c3c73SJérôme Glisse 
608da4c3c73SJérôme Glisse 	return range->valid;
609da4c3c73SJérôme Glisse }
610da4c3c73SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_range_done);
61174eee180SJérôme Glisse 
61274eee180SJérôme Glisse /*
61374eee180SJérôme Glisse  * hmm_vma_fault() - try to fault some address in a virtual address range
61474eee180SJérôme Glisse  * @vma: virtual memory area containing the virtual address range
61574eee180SJérôme Glisse  * @range: use to track pfns array content validity
61674eee180SJérôme Glisse  * @start: fault range virtual start address (inclusive)
61774eee180SJérôme Glisse  * @end: fault range virtual end address (exclusive)
61874eee180SJérôme Glisse  * @pfns: array of hmm_pfn_t, only entry with fault flag set will be faulted
61974eee180SJérôme Glisse  * @write: is it a write fault
62074eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
62174eee180SJérôme Glisse  * Returns: 0 success, error otherwise (-EAGAIN means mmap_sem have been drop)
62274eee180SJérôme Glisse  *
62374eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
62474eee180SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs.
62574eee180SJérôme Glisse  *
62674eee180SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will set the
62774eee180SJérôme Glisse  * hmm_pfn_t error flag for the corresponding pfn entry.
62874eee180SJérôme Glisse  *
62974eee180SJérôme Glisse  * Expected use pattern:
63074eee180SJérôme Glisse  * retry:
63174eee180SJérôme Glisse  *   down_read(&mm->mmap_sem);
63274eee180SJérôme Glisse  *   // Find vma and address device wants to fault, initialize hmm_pfn_t
63374eee180SJérôme Glisse  *   // array accordingly
63474eee180SJérôme Glisse  *   ret = hmm_vma_fault(vma, start, end, pfns, allow_retry);
63574eee180SJérôme Glisse  *   switch (ret) {
63674eee180SJérôme Glisse  *   case -EAGAIN:
63774eee180SJérôme Glisse  *     hmm_vma_range_done(vma, range);
63874eee180SJérôme Glisse  *     // You might want to rate limit or yield to play nicely, you may
63974eee180SJérôme Glisse  *     // also commit any valid pfn in the array assuming that you are
64074eee180SJérôme Glisse  *     // getting true from hmm_vma_range_monitor_end()
64174eee180SJérôme Glisse  *     goto retry;
64274eee180SJérôme Glisse  *   case 0:
64374eee180SJérôme Glisse  *     break;
64474eee180SJérôme Glisse  *   default:
64574eee180SJérôme Glisse  *     // Handle error !
64674eee180SJérôme Glisse  *     up_read(&mm->mmap_sem)
64774eee180SJérôme Glisse  *     return;
64874eee180SJérôme Glisse  *   }
64974eee180SJérôme Glisse  *   // Take device driver lock that serialize device page table update
65074eee180SJérôme Glisse  *   driver_lock_device_page_table_update();
65174eee180SJérôme Glisse  *   hmm_vma_range_done(vma, range);
65274eee180SJérôme Glisse  *   // Commit pfns we got from hmm_vma_fault()
65374eee180SJérôme Glisse  *   driver_unlock_device_page_table_update();
65474eee180SJérôme Glisse  *   up_read(&mm->mmap_sem)
65574eee180SJérôme Glisse  *
65674eee180SJérôme Glisse  * YOU MUST CALL hmm_vma_range_done() AFTER THIS FUNCTION RETURN SUCCESS (0)
65774eee180SJérôme Glisse  * BEFORE FREEING THE range struct OR YOU WILL HAVE SERIOUS MEMORY CORRUPTION !
65874eee180SJérôme Glisse  *
65974eee180SJérôme Glisse  * YOU HAVE BEEN WARNED !
66074eee180SJérôme Glisse  */
66174eee180SJérôme Glisse int hmm_vma_fault(struct vm_area_struct *vma,
66274eee180SJérôme Glisse 		  struct hmm_range *range,
66374eee180SJérôme Glisse 		  unsigned long start,
66474eee180SJérôme Glisse 		  unsigned long end,
66574eee180SJérôme Glisse 		  hmm_pfn_t *pfns,
66674eee180SJérôme Glisse 		  bool write,
66774eee180SJérôme Glisse 		  bool block)
66874eee180SJérôme Glisse {
66974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
67074eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
67174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm;
67274eee180SJérôme Glisse 	int ret;
67374eee180SJérôme Glisse 
67474eee180SJérôme Glisse 	/* Sanity check, this really should not happen ! */
67574eee180SJérôme Glisse 	if (start < vma->vm_start || start >= vma->vm_end)
67674eee180SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
67774eee180SJérôme Glisse 	if (end < vma->vm_start || end > vma->vm_end)
67874eee180SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
67974eee180SJérôme Glisse 
68074eee180SJérôme Glisse 	hmm = hmm_register(vma->vm_mm);
68174eee180SJérôme Glisse 	if (!hmm) {
68274eee180SJérôme Glisse 		hmm_pfns_clear(pfns, start, end);
68374eee180SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
68474eee180SJérôme Glisse 	}
68574eee180SJérôme Glisse 	/* Caller must have registered a mirror using hmm_mirror_register() */
68674eee180SJérôme Glisse 	if (!hmm->mmu_notifier.ops)
68774eee180SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
68874eee180SJérôme Glisse 
68974eee180SJérôme Glisse 	/* Initialize range to track CPU page table update */
69074eee180SJérôme Glisse 	range->start = start;
69174eee180SJérôme Glisse 	range->pfns = pfns;
69274eee180SJérôme Glisse 	range->end = end;
69374eee180SJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm->lock);
69474eee180SJérôme Glisse 	range->valid = true;
69574eee180SJérôme Glisse 	list_add_rcu(&range->list, &hmm->ranges);
69674eee180SJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm->lock);
69774eee180SJérôme Glisse 
69874eee180SJérôme Glisse 	/* FIXME support hugetlb fs */
69974eee180SJérôme Glisse 	if (is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL)) {
70074eee180SJérôme Glisse 		hmm_pfns_special(pfns, start, end);
70174eee180SJérôme Glisse 		return 0;
70274eee180SJérôme Glisse 	}
70374eee180SJérôme Glisse 
70474eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.fault = true;
70574eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.write = write;
70674eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.block = block;
70774eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.range = range;
70874eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
70974eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk.last = range->start;
71074eee180SJérôme Glisse 
71174eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.vma = vma;
71274eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.mm = vma->vm_mm;
71374eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.pte_entry = NULL;
71474eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.test_walk = NULL;
71574eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
71674eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
71774eee180SJérôme Glisse 	mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
71874eee180SJérôme Glisse 
71974eee180SJérôme Glisse 	do {
72074eee180SJérôme Glisse 		ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
72174eee180SJérôme Glisse 		start = hmm_vma_walk.last;
72274eee180SJérôme Glisse 	} while (ret == -EAGAIN);
72374eee180SJérôme Glisse 
72474eee180SJérôme Glisse 	if (ret) {
72574eee180SJérôme Glisse 		unsigned long i;
72674eee180SJérôme Glisse 
72774eee180SJérôme Glisse 		i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
72874eee180SJérôme Glisse 		hmm_pfns_clear(&pfns[i], hmm_vma_walk.last, end);
72974eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_range_done(vma, range);
73074eee180SJérôme Glisse 	}
73174eee180SJérôme Glisse 	return ret;
73274eee180SJérôme Glisse }
73374eee180SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_fault);
734c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
7354ef589dcSJérôme Glisse 
7364ef589dcSJérôme Glisse 
737df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
7384ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
7394ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
7404ef589dcSJérôme Glisse {
7414ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
7424ef589dcSJérôme Glisse 
7434ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
7444ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
7454ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
7464ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
7474ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
7484ef589dcSJérôme Glisse }
7494ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
7504ef589dcSJérôme Glisse 
7514ef589dcSJérôme Glisse 
7524ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
7534ef589dcSJérôme Glisse {
7544ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
7554ef589dcSJérôme Glisse 
7564ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
7574ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
7584ef589dcSJérôme Glisse }
7594ef589dcSJérôme Glisse 
7604ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
7614ef589dcSJérôme Glisse {
7624ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
7634ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
7644ef589dcSJérôme Glisse 
7654ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
7664ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
7674ef589dcSJérôme Glisse 	devm_remove_action(devmem->device, &hmm_devmem_ref_exit, data);
7684ef589dcSJérôme Glisse }
7694ef589dcSJérôme Glisse 
7704ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_kill(void *data)
7714ef589dcSJérôme Glisse {
7724ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
7734ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
7744ef589dcSJérôme Glisse 
7754ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
7764ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
7774ef589dcSJérôme Glisse 	wait_for_completion(&devmem->completion);
7784ef589dcSJérôme Glisse 	devm_remove_action(devmem->device, &hmm_devmem_ref_kill, data);
7794ef589dcSJérôme Glisse }
7804ef589dcSJérôme Glisse 
7814ef589dcSJérôme Glisse static int hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
7824ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
7834ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
7844ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
7854ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
7864ef589dcSJérôme Glisse {
7874ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
7884ef589dcSJérôme Glisse 
7894ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
7904ef589dcSJérôme Glisse }
7914ef589dcSJérôme Glisse 
7924ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
7934ef589dcSJérôme Glisse {
7944ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
7954ef589dcSJérôme Glisse 
7964ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
7974ef589dcSJérôme Glisse }
7984ef589dcSJérôme Glisse 
7994ef589dcSJérôme Glisse static DEFINE_MUTEX(hmm_devmem_lock);
8004ef589dcSJérôme Glisse static RADIX_TREE(hmm_devmem_radix, GFP_KERNEL);
8014ef589dcSJérôme Glisse 
8024ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_radix_release(struct resource *resource)
8034ef589dcSJérôme Glisse {
804fec11bc0SColin Ian King 	resource_size_t key, align_start, align_size;
8054ef589dcSJérôme Glisse 
8064ef589dcSJérôme Glisse 	align_start = resource->start & ~(PA_SECTION_SIZE - 1);
8074ef589dcSJérôme Glisse 	align_size = ALIGN(resource_size(resource), PA_SECTION_SIZE);
8084ef589dcSJérôme Glisse 
8094ef589dcSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm_devmem_lock);
8104ef589dcSJérôme Glisse 	for (key = resource->start;
8114ef589dcSJérôme Glisse 	     key <= resource->end;
8124ef589dcSJérôme Glisse 	     key += PA_SECTION_SIZE)
8134ef589dcSJérôme Glisse 		radix_tree_delete(&hmm_devmem_radix, key >> PA_SECTION_SHIFT);
8144ef589dcSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm_devmem_lock);
8154ef589dcSJérôme Glisse }
8164ef589dcSJérôme Glisse 
8174ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_release(struct device *dev, void *data)
8184ef589dcSJérôme Glisse {
8194ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
8204ef589dcSJérôme Glisse 	struct resource *resource = devmem->resource;
8214ef589dcSJérôme Glisse 	unsigned long start_pfn, npages;
8224ef589dcSJérôme Glisse 	struct zone *zone;
8234ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
8244ef589dcSJérôme Glisse 
8254ef589dcSJérôme Glisse 	if (percpu_ref_tryget_live(&devmem->ref)) {
8264ef589dcSJérôme Glisse 		dev_WARN(dev, "%s: page mapping is still live!\n", __func__);
8274ef589dcSJérôme Glisse 		percpu_ref_put(&devmem->ref);
8284ef589dcSJérôme Glisse 	}
8294ef589dcSJérôme Glisse 
8304ef589dcSJérôme Glisse 	/* pages are dead and unused, undo the arch mapping */
8314ef589dcSJérôme Glisse 	start_pfn = (resource->start & ~(PA_SECTION_SIZE - 1)) >> PAGE_SHIFT;
8324ef589dcSJérôme Glisse 	npages = ALIGN(resource_size(resource), PA_SECTION_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
8334ef589dcSJérôme Glisse 
8344ef589dcSJérôme Glisse 	page = pfn_to_page(start_pfn);
8354ef589dcSJérôme Glisse 	zone = page_zone(page);
8364ef589dcSJérôme Glisse 
8374ef589dcSJérôme Glisse 	mem_hotplug_begin();
838d3df0a42SJérôme Glisse 	if (resource->desc == IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY)
8394ef589dcSJérôme Glisse 		__remove_pages(zone, start_pfn, npages);
840d3df0a42SJérôme Glisse 	else
841d3df0a42SJérôme Glisse 		arch_remove_memory(start_pfn << PAGE_SHIFT,
842d3df0a42SJérôme Glisse 				   npages << PAGE_SHIFT);
8434ef589dcSJérôme Glisse 	mem_hotplug_done();
8444ef589dcSJérôme Glisse 
8454ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_radix_release(resource);
8464ef589dcSJérôme Glisse }
8474ef589dcSJérôme Glisse 
8484ef589dcSJérôme Glisse static struct hmm_devmem *hmm_devmem_find(resource_size_t phys)
8494ef589dcSJérôme Glisse {
8504ef589dcSJérôme Glisse 	WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
8514ef589dcSJérôme Glisse 
8524ef589dcSJérôme Glisse 	return radix_tree_lookup(&hmm_devmem_radix, phys >> PA_SECTION_SHIFT);
8534ef589dcSJérôme Glisse }
8544ef589dcSJérôme Glisse 
8554ef589dcSJérôme Glisse static int hmm_devmem_pages_create(struct hmm_devmem *devmem)
8564ef589dcSJérôme Glisse {
8574ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t key, align_start, align_size, align_end;
8584ef589dcSJérôme Glisse 	struct device *device = devmem->device;
8594ef589dcSJérôme Glisse 	int ret, nid, is_ram;
8604ef589dcSJérôme Glisse 	unsigned long pfn;
8614ef589dcSJérôme Glisse 
8624ef589dcSJérôme Glisse 	align_start = devmem->resource->start & ~(PA_SECTION_SIZE - 1);
8634ef589dcSJérôme Glisse 	align_size = ALIGN(devmem->resource->start +
8644ef589dcSJérôme Glisse 			   resource_size(devmem->resource),
8654ef589dcSJérôme Glisse 			   PA_SECTION_SIZE) - align_start;
8664ef589dcSJérôme Glisse 
8674ef589dcSJérôme Glisse 	is_ram = region_intersects(align_start, align_size,
8684ef589dcSJérôme Glisse 				   IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
8694ef589dcSJérôme Glisse 				   IORES_DESC_NONE);
8704ef589dcSJérôme Glisse 	if (is_ram == REGION_MIXED) {
8714ef589dcSJérôme Glisse 		WARN_ONCE(1, "%s attempted on mixed region %pr\n",
8724ef589dcSJérôme Glisse 				__func__, devmem->resource);
8734ef589dcSJérôme Glisse 		return -ENXIO;
8744ef589dcSJérôme Glisse 	}
8754ef589dcSJérôme Glisse 	if (is_ram == REGION_INTERSECTS)
8764ef589dcSJérôme Glisse 		return -ENXIO;
8774ef589dcSJérôme Glisse 
878d3df0a42SJérôme Glisse 	if (devmem->resource->desc == IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
879d3df0a42SJérôme Glisse 		devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
880d3df0a42SJérôme Glisse 	else
8814ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
882d3df0a42SJérôme Glisse 
8834ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pagemap.res = devmem->resource;
8844ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pagemap.page_fault = hmm_devmem_fault;
8854ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
8864ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pagemap.dev = devmem->device;
8874ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
8884ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pagemap.data = devmem;
8894ef589dcSJérôme Glisse 
8904ef589dcSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm_devmem_lock);
8914ef589dcSJérôme Glisse 	align_end = align_start + align_size - 1;
8924ef589dcSJérôme Glisse 	for (key = align_start; key <= align_end; key += PA_SECTION_SIZE) {
8934ef589dcSJérôme Glisse 		struct hmm_devmem *dup;
8944ef589dcSJérôme Glisse 
8954ef589dcSJérôme Glisse 		rcu_read_lock();
8964ef589dcSJérôme Glisse 		dup = hmm_devmem_find(key);
8974ef589dcSJérôme Glisse 		rcu_read_unlock();
8984ef589dcSJérôme Glisse 		if (dup) {
8994ef589dcSJérôme Glisse 			dev_err(device, "%s: collides with mapping for %s\n",
9004ef589dcSJérôme Glisse 				__func__, dev_name(dup->device));
9014ef589dcSJérôme Glisse 			mutex_unlock(&hmm_devmem_lock);
9024ef589dcSJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
9034ef589dcSJérôme Glisse 			goto error;
9044ef589dcSJérôme Glisse 		}
9054ef589dcSJérôme Glisse 		ret = radix_tree_insert(&hmm_devmem_radix,
9064ef589dcSJérôme Glisse 					key >> PA_SECTION_SHIFT,
9074ef589dcSJérôme Glisse 					devmem);
9084ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret) {
9094ef589dcSJérôme Glisse 			dev_err(device, "%s: failed: %d\n", __func__, ret);
9104ef589dcSJérôme Glisse 			mutex_unlock(&hmm_devmem_lock);
9114ef589dcSJérôme Glisse 			goto error_radix;
9124ef589dcSJérôme Glisse 		}
9134ef589dcSJérôme Glisse 	}
9144ef589dcSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm_devmem_lock);
9154ef589dcSJérôme Glisse 
9164ef589dcSJérôme Glisse 	nid = dev_to_node(device);
9174ef589dcSJérôme Glisse 	if (nid < 0)
9184ef589dcSJérôme Glisse 		nid = numa_mem_id();
9194ef589dcSJérôme Glisse 
9204ef589dcSJérôme Glisse 	mem_hotplug_begin();
9214ef589dcSJérôme Glisse 	/*
9224ef589dcSJérôme Glisse 	 * For device private memory we call add_pages() as we only need to
9234ef589dcSJérôme Glisse 	 * allocate and initialize struct page for the device memory. More-
9244ef589dcSJérôme Glisse 	 * over the device memory is un-accessible thus we do not want to
9254ef589dcSJérôme Glisse 	 * create a linear mapping for the memory like arch_add_memory()
9264ef589dcSJérôme Glisse 	 * would do.
927d3df0a42SJérôme Glisse 	 *
928d3df0a42SJérôme Glisse 	 * For device public memory, which is accesible by the CPU, we do
929d3df0a42SJérôme Glisse 	 * want the linear mapping and thus use arch_add_memory().
9304ef589dcSJérôme Glisse 	 */
931d3df0a42SJérôme Glisse 	if (devmem->pagemap.type == MEMORY_DEVICE_PUBLIC)
932d3df0a42SJérôme Glisse 		ret = arch_add_memory(nid, align_start, align_size, false);
933d3df0a42SJérôme Glisse 	else
9344ef589dcSJérôme Glisse 		ret = add_pages(nid, align_start >> PAGE_SHIFT,
9354ef589dcSJérôme Glisse 				align_size >> PAGE_SHIFT, false);
9364ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret) {
9374ef589dcSJérôme Glisse 		mem_hotplug_done();
9384ef589dcSJérôme Glisse 		goto error_add_memory;
9394ef589dcSJérôme Glisse 	}
9404ef589dcSJérôme Glisse 	move_pfn_range_to_zone(&NODE_DATA(nid)->node_zones[ZONE_DEVICE],
9414ef589dcSJérôme Glisse 				align_start >> PAGE_SHIFT,
9424ef589dcSJérôme Glisse 				align_size >> PAGE_SHIFT);
9434ef589dcSJérôme Glisse 	mem_hotplug_done();
9444ef589dcSJérôme Glisse 
9454ef589dcSJérôme Glisse 	for (pfn = devmem->pfn_first; pfn < devmem->pfn_last; pfn++) {
9464ef589dcSJérôme Glisse 		struct page *page = pfn_to_page(pfn);
9474ef589dcSJérôme Glisse 
9484ef589dcSJérôme Glisse 		page->pgmap = &devmem->pagemap;
9494ef589dcSJérôme Glisse 	}
9504ef589dcSJérôme Glisse 	return 0;
9514ef589dcSJérôme Glisse 
9524ef589dcSJérôme Glisse error_add_memory:
9534ef589dcSJérôme Glisse 	untrack_pfn(NULL, PHYS_PFN(align_start), align_size);
9544ef589dcSJérôme Glisse error_radix:
9554ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_radix_release(devmem->resource);
9564ef589dcSJérôme Glisse error:
9574ef589dcSJérôme Glisse 	return ret;
9584ef589dcSJérôme Glisse }
9594ef589dcSJérôme Glisse 
9604ef589dcSJérôme Glisse static int hmm_devmem_match(struct device *dev, void *data, void *match_data)
9614ef589dcSJérôme Glisse {
9624ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
9634ef589dcSJérôme Glisse 
9644ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->resource == match_data;
9654ef589dcSJérôme Glisse }
9664ef589dcSJérôme Glisse 
9674ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_pages_remove(struct hmm_devmem *devmem)
9684ef589dcSJérôme Glisse {
9694ef589dcSJérôme Glisse 	devres_release(devmem->device, &hmm_devmem_release,
9704ef589dcSJérôme Glisse 		       &hmm_devmem_match, devmem->resource);
9714ef589dcSJérôme Glisse }
9724ef589dcSJérôme Glisse 
9734ef589dcSJérôme Glisse /*
9744ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
9754ef589dcSJérôme Glisse  *
9764ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
9774ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
9784ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
9794ef589dcSJérôme Glisse  * Returns: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
9804ef589dcSJérôme Glisse  *
9814ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
9824ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
9834ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
9844ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
9854ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
9864ef589dcSJérôme Glisse  *
9874ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
9884ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
9894ef589dcSJérôme Glisse  */
9904ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
9914ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
9924ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
9934ef589dcSJérôme Glisse {
9944ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
9954ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
9964ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
9974ef589dcSJérôme Glisse 
9984ef589dcSJérôme Glisse 	static_branch_enable(&device_private_key);
9994ef589dcSJérôme Glisse 
10004ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = devres_alloc_node(&hmm_devmem_release, sizeof(*devmem),
10014ef589dcSJérôme Glisse 				   GFP_KERNEL, dev_to_node(device));
10024ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
10034ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
10044ef589dcSJérôme Glisse 
10054ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
10064ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
10074ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
10084ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
10094ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
10104ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
10114ef589dcSJérôme Glisse 
10124ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
10134ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
10144ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
10154ef589dcSJérôme Glisse 		goto error_percpu_ref;
10164ef589dcSJérôme Glisse 
10174ef589dcSJérôme Glisse 	ret = devm_add_action(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
10184ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
10194ef589dcSJérôme Glisse 		goto error_devm_add_action;
10204ef589dcSJérôme Glisse 
10214ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
10224ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
10234ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
10244ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
10254ef589dcSJérôme Glisse 
10264ef589dcSJérôme Glisse 	/*
10274ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
10284ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
10294ef589dcSJérôme Glisse 	 *
10304ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
10314ef589dcSJérôme Glisse 	 */
10324ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
10334ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
10344ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
10354ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
10364ef589dcSJérôme Glisse 
10374ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
10384ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
10394ef589dcSJérôme Glisse 		if (!devmem->resource) {
10404ef589dcSJérôme Glisse 			ret = -ENOMEM;
10414ef589dcSJérôme Glisse 			goto error_no_resource;
10424ef589dcSJérôme Glisse 		}
10434ef589dcSJérôme Glisse 		break;
10444ef589dcSJérôme Glisse 	}
10454ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem->resource) {
10464ef589dcSJérôme Glisse 		ret = -ERANGE;
10474ef589dcSJérôme Glisse 		goto error_no_resource;
10484ef589dcSJérôme Glisse 	}
10494ef589dcSJérôme Glisse 
10504ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
10514ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
10524ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
10534ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
10544ef589dcSJérôme Glisse 
10554ef589dcSJérôme Glisse 	ret = hmm_devmem_pages_create(devmem);
10564ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
10574ef589dcSJérôme Glisse 		goto error_pages;
10584ef589dcSJérôme Glisse 
10594ef589dcSJérôme Glisse 	devres_add(device, devmem);
10604ef589dcSJérôme Glisse 
10614ef589dcSJérôme Glisse 	ret = devm_add_action(device, hmm_devmem_ref_kill, &devmem->ref);
10624ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret) {
10634ef589dcSJérôme Glisse 		hmm_devmem_remove(devmem);
10644ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(ret);
10654ef589dcSJérôme Glisse 	}
10664ef589dcSJérôme Glisse 
10674ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
10684ef589dcSJérôme Glisse 
10694ef589dcSJérôme Glisse error_pages:
10704ef589dcSJérôme Glisse 	devm_release_mem_region(device, devmem->resource->start,
10714ef589dcSJérôme Glisse 				resource_size(devmem->resource));
10724ef589dcSJérôme Glisse error_no_resource:
10734ef589dcSJérôme Glisse error_devm_add_action:
10744ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_ref_kill(&devmem->ref);
10754ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_ref_exit(&devmem->ref);
10764ef589dcSJérôme Glisse error_percpu_ref:
10774ef589dcSJérôme Glisse 	devres_free(devmem);
10784ef589dcSJérôme Glisse 	return ERR_PTR(ret);
10794ef589dcSJérôme Glisse }
10804ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_devmem_add);
10814ef589dcSJérôme Glisse 
1082d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1083d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1084d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1085d3df0a42SJérôme Glisse {
1086d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1087d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1088d3df0a42SJérôme Glisse 
1089d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1090d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1091d3df0a42SJérôme Glisse 
1092d3df0a42SJérôme Glisse 	static_branch_enable(&device_private_key);
1093d3df0a42SJérôme Glisse 
1094d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem = devres_alloc_node(&hmm_devmem_release, sizeof(*devmem),
1095d3df0a42SJérôme Glisse 				   GFP_KERNEL, dev_to_node(device));
1096d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1097d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1098d3df0a42SJérôme Glisse 
1099d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1100d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1101d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1102d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1103d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1104d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1105d3df0a42SJérôme Glisse 
1106d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1107d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1108d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
1109d3df0a42SJérôme Glisse 		goto error_percpu_ref;
1110d3df0a42SJérôme Glisse 
1111d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = devm_add_action(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
1112d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
1113d3df0a42SJérôme Glisse 		goto error_devm_add_action;
1114d3df0a42SJérôme Glisse 
1115d3df0a42SJérôme Glisse 
1116d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1117d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1118d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1119d3df0a42SJérôme Glisse 
1120d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = hmm_devmem_pages_create(devmem);
1121d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
1122d3df0a42SJérôme Glisse 		goto error_devm_add_action;
1123d3df0a42SJérôme Glisse 
1124d3df0a42SJérôme Glisse 	devres_add(device, devmem);
1125d3df0a42SJérôme Glisse 
1126d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = devm_add_action(device, hmm_devmem_ref_kill, &devmem->ref);
1127d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret) {
1128d3df0a42SJérôme Glisse 		hmm_devmem_remove(devmem);
1129d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(ret);
1130d3df0a42SJérôme Glisse 	}
1131d3df0a42SJérôme Glisse 
1132d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1133d3df0a42SJérôme Glisse 
1134d3df0a42SJérôme Glisse error_devm_add_action:
1135d3df0a42SJérôme Glisse 	hmm_devmem_ref_kill(&devmem->ref);
1136d3df0a42SJérôme Glisse 	hmm_devmem_ref_exit(&devmem->ref);
1137d3df0a42SJérôme Glisse error_percpu_ref:
1138d3df0a42SJérôme Glisse 	devres_free(devmem);
1139d3df0a42SJérôme Glisse 	return ERR_PTR(ret);
1140d3df0a42SJérôme Glisse }
1141d3df0a42SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_devmem_add_resource);
1142d3df0a42SJérôme Glisse 
11434ef589dcSJérôme Glisse /*
11444ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_remove() - remove device memory (kill and free ZONE_DEVICE)
11454ef589dcSJérôme Glisse  *
11464ef589dcSJérôme Glisse  * @devmem: hmm_devmem struct use to track and manage the ZONE_DEVICE memory
11474ef589dcSJérôme Glisse  *
11484ef589dcSJérôme Glisse  * This will hot-unplug memory that was hotplugged by hmm_devmem_add on behalf
11494ef589dcSJérôme Glisse  * of the device driver. It will free struct page and remove the resource that
11504ef589dcSJérôme Glisse  * reserved the physical address range for this device memory.
11514ef589dcSJérôme Glisse  */
11524ef589dcSJérôme Glisse void hmm_devmem_remove(struct hmm_devmem *devmem)
11534ef589dcSJérôme Glisse {
11544ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t start, size;
11554ef589dcSJérôme Glisse 	struct device *device;
1156d3df0a42SJérôme Glisse 	bool cdm = false;
11574ef589dcSJérôme Glisse 
11584ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
11594ef589dcSJérôme Glisse 		return;
11604ef589dcSJérôme Glisse 
11614ef589dcSJérôme Glisse 	device = devmem->device;
11624ef589dcSJérôme Glisse 	start = devmem->resource->start;
11634ef589dcSJérôme Glisse 	size = resource_size(devmem->resource);
11644ef589dcSJérôme Glisse 
1165d3df0a42SJérôme Glisse 	cdm = devmem->resource->desc == IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY;
11664ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_ref_kill(&devmem->ref);
11674ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_ref_exit(&devmem->ref);
11684ef589dcSJérôme Glisse 	hmm_devmem_pages_remove(devmem);
11694ef589dcSJérôme Glisse 
1170d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!cdm)
11714ef589dcSJérôme Glisse 		devm_release_mem_region(device, start, size);
11724ef589dcSJérôme Glisse }
11734ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_devmem_remove);
1174858b54daSJérôme Glisse 
1175858b54daSJérôme Glisse /*
1176858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1177858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1178858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1179858b54daSJérôme Glisse  */
1180858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1181858b54daSJérôme Glisse 
1182858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1183858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1184858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1185858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1186858b54daSJérôme Glisse 
1187858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1188858b54daSJérôme Glisse {
1189858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1190858b54daSJérôme Glisse 
1191858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1192858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1193858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1194858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1195858b54daSJérôme Glisse 
1196858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1197858b54daSJérôme Glisse }
1198858b54daSJérôme Glisse 
1199858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1200858b54daSJérôme Glisse {
1201858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1202858b54daSJérôme Glisse 
1203858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1204858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1205858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1206858b54daSJérôme Glisse 
1207858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1208858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1209858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1210858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1211858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1212858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1213858b54daSJérôme Glisse 	}
1214858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1215858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1216858b54daSJérôme Glisse 
1217858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1218858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1219858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1220858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1221858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1222858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1223858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1224858b54daSJérôme Glisse 
1225858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1226858b54daSJérôme Glisse }
1227858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1228858b54daSJérôme Glisse 
1229858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1230858b54daSJérôme Glisse {
1231858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1232858b54daSJérôme Glisse }
1233858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1234858b54daSJérôme Glisse 
1235858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1236858b54daSJérôme Glisse {
1237858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1238858b54daSJérôme Glisse 
1239858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1240858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1241858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1242858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1243858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1244858b54daSJérôme Glisse 
1245858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1246858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1247858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1248858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1249858b54daSJérôme Glisse 	}
1250858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1251858b54daSJérôme Glisse }
1252858b54daSJérôme Glisse 
1253858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1254df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
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