xref: /linux/mm/hmm.c (revision a3e0d41c2b1f86b483b202d642140d8b86d677ca)
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  *
14f813f219SJérôme 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 IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR)
39c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
40c0b12405SJérôme Glisse 
41704f3f2cSJérôme Glisse static inline struct hmm *mm_get_hmm(struct mm_struct *mm)
42133ff0eaSJérôme Glisse {
43c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mm->hmm);
44704f3f2cSJérôme Glisse 
45704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm && kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
46704f3f2cSJérôme Glisse 		return hmm;
47704f3f2cSJérôme Glisse 
48704f3f2cSJérôme Glisse 	return NULL;
49704f3f2cSJérôme Glisse }
50704f3f2cSJérôme Glisse 
51704f3f2cSJérôme Glisse /**
52704f3f2cSJérôme Glisse  * hmm_get_or_create - register HMM against an mm (HMM internal)
53704f3f2cSJérôme Glisse  *
54704f3f2cSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
55704f3f2cSJérôme Glisse  * Returns: returns an HMM object, either by referencing the existing
56704f3f2cSJérôme Glisse  *          (per-process) object, or by creating a new one.
57704f3f2cSJérôme Glisse  *
58704f3f2cSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. If mm already
59704f3f2cSJérôme Glisse  * has an HMM struct then it get a reference on it and returns it. Otherwise
60704f3f2cSJérôme Glisse  * it allocates an HMM struct, initializes it, associate it with the mm and
61704f3f2cSJérôme Glisse  * returns it.
62704f3f2cSJérôme Glisse  */
63704f3f2cSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_get_or_create(struct mm_struct *mm)
64704f3f2cSJérôme Glisse {
65704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm_get_hmm(mm);
66c0b12405SJérôme Glisse 	bool cleanup = false;
67133ff0eaSJérôme Glisse 
68c0b12405SJérôme Glisse 	if (hmm)
69c0b12405SJérôme Glisse 		return hmm;
70c0b12405SJérôme Glisse 
71c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
72c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
73c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
74*a3e0d41cSJérôme Glisse 	init_waitqueue_head(&hmm->wq);
75c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
76c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
77c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
78da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
79*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_init(&hmm->lock);
80704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_init(&hmm->kref);
81*a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers = 0;
82*a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = false;
83c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
84c0b12405SJérôme Glisse 
85c0b12405SJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
86c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm->hmm)
87c0b12405SJérôme Glisse 		mm->hmm = hmm;
88c0b12405SJérôme Glisse 	else
89c0b12405SJérôme Glisse 		cleanup = true;
90c0b12405SJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
91c0b12405SJérôme Glisse 
9286a2d598SRalph Campbell 	if (cleanup)
9386a2d598SRalph Campbell 		goto error;
9486a2d598SRalph Campbell 
9586a2d598SRalph Campbell 	/*
9686a2d598SRalph Campbell 	 * We should only get here if hold the mmap_sem in write mode ie on
9786a2d598SRalph Campbell 	 * registration of first mirror through hmm_mirror_register()
9886a2d598SRalph Campbell 	 */
9986a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
10086a2d598SRalph Campbell 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm))
10186a2d598SRalph Campbell 		goto error_mm;
102c0b12405SJérôme Glisse 
103704f3f2cSJérôme Glisse 	return hmm;
10486a2d598SRalph Campbell 
10586a2d598SRalph Campbell error_mm:
10686a2d598SRalph Campbell 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
10786a2d598SRalph Campbell 	if (mm->hmm == hmm)
10886a2d598SRalph Campbell 		mm->hmm = NULL;
10986a2d598SRalph Campbell 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
11086a2d598SRalph Campbell error:
11186a2d598SRalph Campbell 	kfree(hmm);
11286a2d598SRalph Campbell 	return NULL;
113133ff0eaSJérôme Glisse }
114133ff0eaSJérôme Glisse 
115704f3f2cSJérôme Glisse static void hmm_free(struct kref *kref)
116704f3f2cSJérôme Glisse {
117704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = container_of(kref, struct hmm, kref);
118704f3f2cSJérôme Glisse 	struct mm_struct *mm = hmm->mm;
119704f3f2cSJérôme Glisse 
120704f3f2cSJérôme Glisse 	mmu_notifier_unregister_no_release(&hmm->mmu_notifier, mm);
121704f3f2cSJérôme Glisse 
122704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
123704f3f2cSJérôme Glisse 	if (mm->hmm == hmm)
124704f3f2cSJérôme Glisse 		mm->hmm = NULL;
125704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
126704f3f2cSJérôme Glisse 
127704f3f2cSJérôme Glisse 	kfree(hmm);
128704f3f2cSJérôme Glisse }
129704f3f2cSJérôme Glisse 
130704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
131704f3f2cSJérôme Glisse {
132704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
133704f3f2cSJérôme Glisse }
134704f3f2cSJérôme Glisse 
135133ff0eaSJérôme Glisse void hmm_mm_destroy(struct mm_struct *mm)
136133ff0eaSJérôme Glisse {
137704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm;
138704f3f2cSJérôme Glisse 
139704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
140704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm = mm_get_hmm(mm);
141704f3f2cSJérôme Glisse 	mm->hmm = NULL;
142704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm) {
143704f3f2cSJérôme Glisse 		hmm->mm = NULL;
144*a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm->dead = true;
145704f3f2cSJérôme Glisse 		spin_unlock(&mm->page_table_lock);
146704f3f2cSJérôme Glisse 		hmm_put(hmm);
147704f3f2cSJérôme Glisse 		return;
148704f3f2cSJérôme Glisse 	}
149704f3f2cSJérôme Glisse 
150704f3f2cSJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
151133ff0eaSJérôme Glisse }
152c0b12405SJérôme Glisse 
153*a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
154c0b12405SJérôme Glisse {
155*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm_get_hmm(mm);
156c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
157da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
158da4c3c73SJérôme Glisse 
159*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Report this HMM as dying. */
160*a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = true;
161da4c3c73SJérôme Glisse 
162*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Wake-up everyone waiting on any range. */
163*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
164*a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
165da4c3c73SJérôme Glisse 		range->valid = false;
166da4c3c73SJérôme Glisse 	}
167*a3e0d41cSJérôme Glisse 	wake_up_all(&hmm->wq);
168*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
169e1401513SRalph Campbell 
170e1401513SRalph Campbell 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
171e1401513SRalph Campbell 	mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors, struct hmm_mirror,
172e1401513SRalph Campbell 					  list);
173e1401513SRalph Campbell 	while (mirror) {
174e1401513SRalph Campbell 		list_del_init(&mirror->list);
175e1401513SRalph Campbell 		if (mirror->ops->release) {
176e1401513SRalph Campbell 			/*
177e1401513SRalph Campbell 			 * Drop mirrors_sem so callback can wait on any pending
178e1401513SRalph Campbell 			 * work that might itself trigger mmu_notifier callback
179e1401513SRalph Campbell 			 * and thus would deadlock with us.
180e1401513SRalph Campbell 			 */
181e1401513SRalph Campbell 			up_write(&hmm->mirrors_sem);
182e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
183e1401513SRalph Campbell 			down_write(&hmm->mirrors_sem);
184e1401513SRalph Campbell 		}
185e1401513SRalph Campbell 		mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors,
186e1401513SRalph Campbell 						  struct hmm_mirror, list);
187e1401513SRalph Campbell 	}
188e1401513SRalph Campbell 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
189704f3f2cSJérôme Glisse 
190704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
191e1401513SRalph Campbell }
192e1401513SRalph Campbell 
19393065ac7SMichal Hocko static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
194*a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
195c0b12405SJérôme Glisse {
196*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm_get_hmm(nrange->mm);
197*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
198ec131b2dSJérôme Glisse 	struct hmm_update update;
199*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
200*a3e0d41cSJérôme Glisse 	int ret = 0;
201c0b12405SJérôme Glisse 
202c0b12405SJérôme Glisse 	VM_BUG_ON(!hmm);
203c0b12405SJérôme Glisse 
204*a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.start = nrange->start;
205*a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.end = nrange->end;
206ec131b2dSJérôme Glisse 	update.event = HMM_UPDATE_INVALIDATE;
207*a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.blockable = nrange->blockable;
208*a3e0d41cSJérôme Glisse 
209*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (nrange->blockable)
210*a3e0d41cSJérôme Glisse 		mutex_lock(&hmm->lock);
211*a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!mutex_trylock(&hmm->lock)) {
212*a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
213*a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
214*a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
215*a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
216*a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
217*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (update.end < range->start || update.start >= range->end)
218*a3e0d41cSJérôme Glisse 			continue;
219*a3e0d41cSJérôme Glisse 
220*a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = false;
221*a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
222*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
223*a3e0d41cSJérôme Glisse 
224*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (nrange->blockable)
225*a3e0d41cSJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
226*a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
227*a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
228*a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
229*a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
230*a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
231*a3e0d41cSJérôme Glisse 		int ret;
232*a3e0d41cSJérôme Glisse 
233*a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, &update);
234*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!update.blockable && ret == -EAGAIN) {
235*a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mirrors_sem);
236*a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = -EAGAIN;
237*a3e0d41cSJérôme Glisse 			goto out;
238*a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
239*a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
240*a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
241*a3e0d41cSJérôme Glisse 
242*a3e0d41cSJérôme Glisse out:
243704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
244704f3f2cSJérôme Glisse 	return ret;
245c0b12405SJérôme Glisse }
246c0b12405SJérôme Glisse 
247c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
248*a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
249c0b12405SJérôme Glisse {
250*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm_get_hmm(nrange->mm);
251c0b12405SJérôme Glisse 
252c0b12405SJérôme Glisse 	VM_BUG_ON(!hmm);
253c0b12405SJérôme Glisse 
254*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
255*a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
256*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
257*a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
258*a3e0d41cSJérôme Glisse 
259*a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
260*a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
261*a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
262*a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
263*a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
264*a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
265*a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
266*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
267*a3e0d41cSJérôme Glisse 
268704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
269c0b12405SJérôme Glisse }
270c0b12405SJérôme Glisse 
271c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
272e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
273c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
274c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
275c0b12405SJérôme Glisse };
276c0b12405SJérôme Glisse 
277c0b12405SJérôme Glisse /*
278c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
279c0b12405SJérôme Glisse  *
280c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
281c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
282c0b12405SJérôme Glisse  *
283c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
284c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
285c0b12405SJérôme Glisse  *
286c0b12405SJérôme Glisse  * THE mm->mmap_sem MUST BE HELD IN WRITE MODE !
287c0b12405SJérôme Glisse  */
288c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
289c0b12405SJérôme Glisse {
290c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
291c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
292c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
293c0b12405SJérôme Glisse 
294704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
295c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
296c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
297c0b12405SJérôme Glisse 
298c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
299c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
300c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
301c0b12405SJérôme Glisse 
302c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
303c0b12405SJérôme Glisse }
304c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
305c0b12405SJérôme Glisse 
306c0b12405SJérôme Glisse /*
307c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
308c0b12405SJérôme Glisse  *
309c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
310c0b12405SJérôme Glisse  *
311c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
312c0b12405SJérôme Glisse  */
313c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
314c0b12405SJérôme Glisse {
315704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mirror->hmm);
316c0b12405SJérôme Glisse 
317704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm == NULL)
318c01cbba2SJérôme Glisse 		return;
319c01cbba2SJérôme Glisse 
320c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
321e1401513SRalph Campbell 	list_del_init(&mirror->list);
322704f3f2cSJérôme Glisse 	/* To protect us against double unregister ... */
323c01cbba2SJérôme Glisse 	mirror->hmm = NULL;
324c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
325c01cbba2SJérôme Glisse 
326704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
327c0b12405SJérôme Glisse }
328c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
329da4c3c73SJérôme Glisse 
33074eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
33174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
33274eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
33374eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
33474eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
33574eee180SJérôme Glisse };
33674eee180SJérôme Glisse 
3372aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
3382aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
33974eee180SJérôme Glisse {
34074eee180SJérôme Glisse 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_REMOTE;
34174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
342f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
34374eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
34450a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
34574eee180SJérôme Glisse 
34674eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
3472aee09d8SJérôme Glisse 	flags |= write_fault ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
34850a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
34950a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_RETRY)
35073231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
35150a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
352f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
35374eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
35474eee180SJérôme Glisse 	}
35574eee180SJérôme Glisse 
35673231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
35774eee180SJérôme Glisse }
35874eee180SJérôme Glisse 
359da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
360da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
361da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
362da4c3c73SJérôme Glisse {
363c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
364c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
365ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
366da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
367da4c3c73SJérôme Glisse 
368da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
369da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
370f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
371da4c3c73SJérôme Glisse 
372da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
373da4c3c73SJérôme Glisse }
374da4c3c73SJérôme Glisse 
3755504ed29SJérôme Glisse /*
3765504ed29SJérôme Glisse  * hmm_vma_walk_hole() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
3775504ed29SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
3785504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3792aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3802aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3815504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
38273231612SJérôme Glisse  * Returns: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3835504ed29SJérôme Glisse  *
3845504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3855504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3865504ed29SJérôme Glisse  */
3872aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3882aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
389da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
390da4c3c73SJérôme Glisse {
39174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
39274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
393ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
394da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
395da4c3c73SJérôme Glisse 
39674eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
397da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
39874eee180SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++) {
399f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
4002aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
40174eee180SJérôme Glisse 			int ret;
402da4c3c73SJérôme Glisse 
4032aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
4042aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
40573231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
40674eee180SJérôme Glisse 				return ret;
40774eee180SJérôme Glisse 		}
40874eee180SJérôme Glisse 	}
40974eee180SJérôme Glisse 
41073231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
4112aee09d8SJérôme Glisse }
4122aee09d8SJérôme Glisse 
4132aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4142aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
4152aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
4162aee09d8SJérôme Glisse {
417f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
418f88a1e90SJérôme Glisse 
4192aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault)
4202aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4212aee09d8SJérôme Glisse 
4222aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
423f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
4242aee09d8SJérôme Glisse 		return;
425f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If this is device memory than only fault if explicitly requested */
426f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
427f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
428f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
429f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
430f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
431f88a1e90SJérôme Glisse 		}
4322aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4332aee09d8SJérôme Glisse 	}
434f88a1e90SJérôme Glisse 
435f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
436f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
437f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
438f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
439f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
440f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4412aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4422aee09d8SJérôme Glisse 	}
4432aee09d8SJérôme Glisse }
4442aee09d8SJérôme Glisse 
4452aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4462aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4472aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4482aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4492aee09d8SJérôme Glisse {
4502aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4512aee09d8SJérôme Glisse 
4522aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault) {
4532aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4542aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4552aee09d8SJérôme Glisse 	}
4562aee09d8SJérôme Glisse 
457*a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4582aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4592aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4602aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
461*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4622aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4632aee09d8SJérôme Glisse 	}
4642aee09d8SJérôme Glisse }
4652aee09d8SJérôme Glisse 
4662aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4672aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4682aee09d8SJérôme Glisse {
4692aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4702aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4712aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4722aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4732aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4742aee09d8SJérôme Glisse 
4752aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4762aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4772aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4782aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4792aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4802aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4812aee09d8SJérôme Glisse }
4822aee09d8SJérôme Glisse 
483f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4842aee09d8SJérôme Glisse {
4852aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4862aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
487f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
488f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
489f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
490da4c3c73SJérôme Glisse }
491da4c3c73SJérôme Glisse 
49253f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
49353f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
49453f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
49553f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
49653f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
49753f5c3f4SJérôme Glisse {
49853f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
499f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
5002aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
5012aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
502f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
50353f5c3f4SJérôme Glisse 
5042aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
505f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
5062aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
5072aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
50853f5c3f4SJérôme Glisse 
5092aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
5102aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
51153f5c3f4SJérôme Glisse 
51253f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
51353f5c3f4SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++)
514f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_pfn_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
51553f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
51653f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
51753f5c3f4SJérôme Glisse }
51853f5c3f4SJérôme Glisse 
519f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5202aee09d8SJérôme Glisse {
5212aee09d8SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte))
5222aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
523f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
524f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
525f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5262aee09d8SJérôme Glisse }
5272aee09d8SJérôme Glisse 
52853f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
52953f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
53053f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
53153f5c3f4SJérôme Glisse {
53253f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
533f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
53453f5c3f4SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5352aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5362aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
53753f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
538f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
53953f5c3f4SJérôme Glisse 
540f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
54173231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
54253f5c3f4SJérôme Glisse 
54353f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
54473231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
54573231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5462aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
54753f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
54853f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
54953f5c3f4SJérôme Glisse 	}
55053f5c3f4SJérôme Glisse 
55153f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
55253f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
55353f5c3f4SJérôme Glisse 
55453f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5552aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
55653f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
55753f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
55853f5c3f4SJérôme Glisse 		}
55953f5c3f4SJérôme Glisse 
56053f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
56153f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
56253f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
56353f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
56453f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
565f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
566f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5672aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
568f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
569f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
570f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
571f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
572f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
573f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_pfn_from_pfn(range, swp_offset(entry));
574f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
57553f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
57653f5c3f4SJérôme Glisse 		}
57753f5c3f4SJérôme Glisse 
57853f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
5792aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
58053f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
58153f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
58253f5c3f4SJérôme Glisse 				migration_entry_wait(vma->vm_mm,
58353f5c3f4SJérôme Glisse 						     pmdp, addr);
58473231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
58553f5c3f4SJérôme Glisse 			}
58653f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
58753f5c3f4SJérôme Glisse 		}
58853f5c3f4SJérôme Glisse 
58953f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
590f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
59153f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
59273231612SJérôme Glisse 	} else {
59373231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
59473231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
59573231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
59653f5c3f4SJérôme Glisse 	}
59753f5c3f4SJérôme Glisse 
5982aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
59953f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
60053f5c3f4SJérôme Glisse 
601f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_pfn_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
60253f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
60353f5c3f4SJérôme Glisse 
60453f5c3f4SJérôme Glisse fault:
60553f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
60653f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6072aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
60853f5c3f4SJérôme Glisse }
60953f5c3f4SJérôme Glisse 
610da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
611da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
612da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
613da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
614da4c3c73SJérôme Glisse {
61574eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
61674eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
617d08faca0SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
618ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
619da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
620da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
621da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
622da4c3c73SJérôme Glisse 
623d08faca0SJérôme Glisse 
624d08faca0SJérôme Glisse again:
625d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
626d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
627d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
628d08faca0SJérôme Glisse 
629d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
630d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(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;
645d08faca0SJérôme Glisse 			pmd_migration_entry_wait(vma->vm_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 		/*
654da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
655da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
656da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
657da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
658da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its 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 	/*
672d08faca0SJérôme Glisse 	 * We have handled all the valid case 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 	}
692da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
693da4c3c73SJérôme Glisse 
69453f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
695da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
696da4c3c73SJérôme Glisse }
697da4c3c73SJérôme Glisse 
698f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
699f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
70033cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
70133cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
70233cd47dcSJérôme Glisse {
70333cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
704f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
70533cd47dcSJérôme Glisse }
70633cd47dcSJérôme Glisse 
707855ce7d2SJérôme Glisse static void hmm_pfns_special(struct hmm_range *range)
708855ce7d2SJérôme Glisse {
709855ce7d2SJérôme Glisse 	unsigned long addr = range->start, i = 0;
710855ce7d2SJérôme Glisse 
711855ce7d2SJérôme Glisse 	for (; addr < range->end; addr += PAGE_SIZE, i++)
712f88a1e90SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
713855ce7d2SJérôme Glisse }
714855ce7d2SJérôme Glisse 
715da4c3c73SJérôme Glisse /*
716*a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
717*a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
718*a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
719*a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
720*a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
721*a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
722*a3e0d41cSJérôme Glisse  *
723*a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
724*a3e0d41cSJérôme Glisse  */
725*a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
726*a3e0d41cSJérôme Glisse 		       struct mm_struct *mm,
727*a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
728*a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long end)
729*a3e0d41cSJérôme Glisse {
730*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start & PAGE_MASK;
731*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end & PAGE_MASK;
732*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
733*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
734*a3e0d41cSJérôme Glisse 
735*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (range->start >= range->end)
736*a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
737*a3e0d41cSJérôme Glisse 
738*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
739*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
740*a3e0d41cSJérôme Glisse 
741*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = hmm_get_or_create(mm);
742*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!range->hmm)
743*a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
744*a3e0d41cSJérôme Glisse 
745*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
746*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (range->hmm->mm == NULL || range->hmm->dead) {
747*a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_put(range->hmm);
748*a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
749*a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
750*a3e0d41cSJérôme Glisse 
751*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Initialize range to track CPU page table update */
752*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&range->hmm->lock);
753*a3e0d41cSJérôme Glisse 
754*a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_add_rcu(&range->list, &range->hmm->ranges);
755*a3e0d41cSJérôme Glisse 
756*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
757*a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
758*a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
759*a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
760*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!range->hmm->notifiers)
761*a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
762*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&range->hmm->lock);
763*a3e0d41cSJérôme Glisse 
764*a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
765*a3e0d41cSJérôme Glisse }
766*a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
767*a3e0d41cSJérôme Glisse 
768*a3e0d41cSJérôme Glisse /*
769*a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
770*a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
771*a3e0d41cSJérôme Glisse  *
772*a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
773*a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
774*a3e0d41cSJérôme Glisse  */
775*a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
776*a3e0d41cSJérôme Glisse {
777*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Sanity check this really should not happen. */
778*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (range->hmm == NULL || range->end <= range->start)
779*a3e0d41cSJérôme Glisse 		return;
780*a3e0d41cSJérôme Glisse 
781*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&range->hmm->lock);
782*a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_del_rcu(&range->list);
783*a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&range->hmm->lock);
784*a3e0d41cSJérôme Glisse 
785*a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
786*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
787*a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm_put(range->hmm);
788*a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
789*a3e0d41cSJérôme Glisse }
790*a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
791*a3e0d41cSJérôme Glisse 
792*a3e0d41cSJérôme Glisse /*
79325f23a0cSJérôme Glisse  * hmm_range_snapshot() - snapshot CPU page table for a range
79425f23a0cSJérôme Glisse  * @range: range
795*a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, -EPERM invalid
796*a3e0d41cSJérôme Glisse  *          permission (for instance asking for write and range is read only),
797*a3e0d41cSJérôme Glisse  *          -EAGAIN if you need to retry, -EFAULT invalid (ie either no valid
798*a3e0d41cSJérôme Glisse  *          vma or it is illegal to access that range), number of valid pages
799*a3e0d41cSJérôme Glisse  *          in range->pfns[] (from range start address).
800da4c3c73SJérôme Glisse  *
801da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
802*a3e0d41cSJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See in include/linux/hmm.h for example
803*a3e0d41cSJérôme Glisse  * on how to use.
804da4c3c73SJérôme Glisse  */
80525f23a0cSJérôme Glisse long hmm_range_snapshot(struct hmm_range *range)
806da4c3c73SJérôme Glisse {
807*a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
80874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
809*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
810*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
811da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
812704f3f2cSJérôme Glisse 
813704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
814*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
815*a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
816da4c3c73SJérôme Glisse 
817*a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
818*a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
819*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid)
820*a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
821*a3e0d41cSJérôme Glisse 
822*a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
823*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL))
824*a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
825*a3e0d41cSJérôme Glisse 
826*a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* FIXME support hugetlb fs/dax */
827*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma) || vma_is_dax(vma)) {
828855ce7d2SJérôme Glisse 			hmm_pfns_special(range);
829855ce7d2SJérôme Glisse 			return -EINVAL;
830855ce7d2SJérôme Glisse 		}
831855ce7d2SJérôme Glisse 
83286586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
83386586a41SJérôme Glisse 			/*
834*a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
835*a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
836*a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
83786586a41SJérôme Glisse 			 */
838*a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
839*a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
84086586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
84186586a41SJérôme Glisse 		}
84286586a41SJérôme Glisse 
843*a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
844*a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
84574eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = false;
84674eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
84774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
848*a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
84974eee180SJérôme Glisse 
850da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
851da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
852da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
853da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
854da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
855da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
856da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
857da4c3c73SJérôme Glisse 
858*a3e0d41cSJérôme Glisse 		walk_page_range(start, end, &mm_walk);
859*a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
860*a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
861*a3e0d41cSJérôme Glisse 
86225f23a0cSJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
863da4c3c73SJérôme Glisse }
86425f23a0cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_snapshot);
865da4c3c73SJérôme Glisse 
866da4c3c73SJérôme Glisse /*
86773231612SJérôme Glisse  * hmm_range_fault() - try to fault some address in a virtual address range
86808232a45SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
86974eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
87073231612SJérôme Glisse  * Returns: number of valid pages in range->pfns[] (from range start
87173231612SJérôme Glisse  *          address). This may be zero. If the return value is negative,
87273231612SJérôme Glisse  *          then one of the following values may be returned:
87373231612SJérôme Glisse  *
87473231612SJérôme Glisse  *           -EINVAL  invalid arguments or mm or virtual address are in an
87573231612SJérôme Glisse  *                    invalid vma (ie either hugetlbfs or device file vma).
87673231612SJérôme Glisse  *           -ENOMEM: Out of memory.
87773231612SJérôme Glisse  *           -EPERM:  Invalid permission (for instance asking for write and
87873231612SJérôme Glisse  *                    range is read only).
87973231612SJérôme Glisse  *           -EAGAIN: If you need to retry and mmap_sem was drop. This can only
88073231612SJérôme Glisse  *                    happens if block argument is false.
88173231612SJérôme Glisse  *           -EBUSY:  If the the range is being invalidated and you should wait
88273231612SJérôme Glisse  *                    for invalidation to finish.
88373231612SJérôme Glisse  *           -EFAULT: Invalid (ie either no valid vma or it is illegal to access
88473231612SJérôme Glisse  *                    that range), number of valid pages in range->pfns[] (from
88573231612SJérôme Glisse  *                    range start address).
88674eee180SJérôme Glisse  *
88774eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
88873231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
88973231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
89074eee180SJérôme Glisse  *
891ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
892ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
89374eee180SJérôme Glisse  */
89473231612SJérôme Glisse long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, bool block)
89574eee180SJérôme Glisse {
896*a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
89774eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
898*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
899*a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
90074eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
90174eee180SJérôme Glisse 	int ret;
90274eee180SJérôme Glisse 
903704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
904*a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
905*a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
906*a3e0d41cSJérôme Glisse 
907*a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
908*a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
909*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
910*a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mm->mmap_sem);
911*a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
912704f3f2cSJérôme Glisse 		}
91374eee180SJérôme Glisse 
914*a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
915*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & VM_SPECIAL))
916*a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
917*a3e0d41cSJérôme Glisse 
918*a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* FIXME support hugetlb fs/dax */
919*a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma) || vma_is_dax(vma)) {
920855ce7d2SJérôme Glisse 			hmm_pfns_special(range);
921855ce7d2SJérôme Glisse 			return -EINVAL;
922855ce7d2SJérôme Glisse 		}
923855ce7d2SJérôme Glisse 
92486586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
92586586a41SJérôme Glisse 			/*
926*a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
927*a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
928*a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
92986586a41SJérôme Glisse 			 */
930*a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
931*a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
93286586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
93386586a41SJérôme Glisse 		}
93474eee180SJérôme Glisse 
935*a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
936*a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
93774eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = true;
93874eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.block = block;
93974eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
94074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
941*a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
94274eee180SJérôme Glisse 
94374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
94474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
94574eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
94674eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
94774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
94874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
94974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
95074eee180SJérôme Glisse 
95174eee180SJérôme Glisse 		do {
952*a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
95374eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
954*a3e0d41cSJérôme Glisse 
95573231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
95673231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
95774eee180SJérôme Glisse 
95874eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
95974eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
96074eee180SJérôme Glisse 
96174eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
962*a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
963*a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
96473231612SJérôme Glisse 			return ret;
96574eee180SJérôme Glisse 		}
966*a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
967*a3e0d41cSJérôme Glisse 
968*a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
969704f3f2cSJérôme Glisse 
97073231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
97174eee180SJérôme Glisse }
97273231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
973c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
9744ef589dcSJérôme Glisse 
9754ef589dcSJérôme Glisse 
976df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
9774ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
9784ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
9794ef589dcSJérôme Glisse {
9804ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
9814ef589dcSJérôme Glisse 
9824ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
9834ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
9844ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
9854ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
9864ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
9874ef589dcSJérôme Glisse }
9884ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
9894ef589dcSJérôme Glisse 
9904ef589dcSJérôme Glisse 
9914ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
9924ef589dcSJérôme Glisse {
9934ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
9944ef589dcSJérôme Glisse 
9954ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
9964ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
9974ef589dcSJérôme Glisse }
9984ef589dcSJérôme Glisse 
9994ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
10004ef589dcSJérôme Glisse {
10014ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
10024ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
10034ef589dcSJérôme Glisse 
10044ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
1005bbecd94eSDan Williams 	wait_for_completion(&devmem->completion);
10064ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
10074ef589dcSJérôme Glisse }
10084ef589dcSJérôme Glisse 
1009bbecd94eSDan Williams static void hmm_devmem_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
10104ef589dcSJérôme Glisse {
10114ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
10124ef589dcSJérôme Glisse }
10134ef589dcSJérôme Glisse 
1014b57e622eSSouptick Joarder static vm_fault_t hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
10154ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
10164ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
10174ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
10184ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
10194ef589dcSJérôme Glisse {
10204ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
10214ef589dcSJérôme Glisse 
10224ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
10234ef589dcSJérôme Glisse }
10244ef589dcSJérôme Glisse 
10254ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
10264ef589dcSJérôme Glisse {
10274ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
10284ef589dcSJérôme Glisse 
10292fa147bdSDan Williams 	page->mapping = NULL;
10302fa147bdSDan Williams 
10314ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
10324ef589dcSJérôme Glisse }
10334ef589dcSJérôme Glisse 
10344ef589dcSJérôme Glisse /*
10354ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
10364ef589dcSJérôme Glisse  *
10374ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
10384ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
10394ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
10404ef589dcSJérôme Glisse  * Returns: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
10414ef589dcSJérôme Glisse  *
10424ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
10434ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
10444ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
10454ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
10464ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
10474ef589dcSJérôme Glisse  *
10484ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
10494ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
10504ef589dcSJérôme Glisse  */
10514ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
10524ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
10534ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
10544ef589dcSJérôme Glisse {
10554ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
10564ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
1057bbecd94eSDan Williams 	void *result;
10584ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
10594ef589dcSJérôme Glisse 
1060e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
10614ef589dcSJérôme Glisse 
106258ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
10634ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
10644ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
10654ef589dcSJérôme Glisse 
10664ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
10674ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
10684ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
10694ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
10704ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
10714ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
10724ef589dcSJérôme Glisse 
10734ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
10744ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
10754ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
107658ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
10774ef589dcSJérôme Glisse 
107858ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
10794ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
108058ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
10814ef589dcSJérôme Glisse 
10824ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
10834ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
10844ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
10854ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
10864ef589dcSJérôme Glisse 
10874ef589dcSJérôme Glisse 	/*
10884ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
10894ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
10904ef589dcSJérôme Glisse 	 *
10914ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
10924ef589dcSJérôme Glisse 	 */
10934ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
10944ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
10954ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
10964ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
10974ef589dcSJérôme Glisse 
10984ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
10994ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
110058ef15b7SDan Williams 		if (!devmem->resource)
110158ef15b7SDan Williams 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
11024ef589dcSJérôme Glisse 		break;
11034ef589dcSJérôme Glisse 	}
110458ef15b7SDan Williams 	if (!devmem->resource)
110558ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(-ERANGE);
11064ef589dcSJérôme Glisse 
11074ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
11084ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
11094ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
11104ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1111063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
11124ef589dcSJérôme Glisse 
1113bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1114bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1115bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1116bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1117bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1118bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1119bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
112058ef15b7SDan Williams 
1121bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1122bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1123bbecd94eSDan Williams 		return result;
11244ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
11254ef589dcSJérôme Glisse }
112602917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add);
11274ef589dcSJérôme Glisse 
1128d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1129d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1130d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1131d3df0a42SJérôme Glisse {
1132d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1133bbecd94eSDan Williams 	void *result;
1134d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1135d3df0a42SJérôme Glisse 
1136d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1137d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1138d3df0a42SJérôme Glisse 
1139e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
1140d3df0a42SJérôme Glisse 
114158ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
1142d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1143d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1144d3df0a42SJérôme Glisse 
1145d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1146d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1147d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1148d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1149d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1150d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1151d3df0a42SJérôme Glisse 
1152d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1153d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1154d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
115558ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1156d3df0a42SJérôme Glisse 
115758ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit,
115858ef15b7SDan Williams 			&devmem->ref);
1159d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
116058ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1161d3df0a42SJérôme Glisse 
1162d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1163d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1164d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1165063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
1166d3df0a42SJérôme Glisse 
1167bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
1168bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1169bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1170bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1171bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1172bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1173bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
117458ef15b7SDan Williams 
1175bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1176bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1177bbecd94eSDan Williams 		return result;
1178d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1179d3df0a42SJérôme Glisse }
118002917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add_resource);
1181d3df0a42SJérôme Glisse 
11824ef589dcSJérôme Glisse /*
1183858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1184858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1185858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1186858b54daSJérôme Glisse  */
1187858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1188858b54daSJérôme Glisse 
1189858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1190858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1191858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1192858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1193858b54daSJérôme Glisse 
1194858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1195858b54daSJérôme Glisse {
1196858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1197858b54daSJérôme Glisse 
1198858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1199858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1200858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1201858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1202858b54daSJérôme Glisse 
1203858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1204858b54daSJérôme Glisse }
1205858b54daSJérôme Glisse 
1206858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1207858b54daSJérôme Glisse {
1208858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1209858b54daSJérôme Glisse 
1210858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1211858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1212858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1213858b54daSJérôme Glisse 
1214858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1215858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1216858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1217858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1218858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1219858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1220858b54daSJérôme Glisse 	}
1221858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1222858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1223858b54daSJérôme Glisse 
1224858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1225858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1226858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1227858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1228858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1229858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1230858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1231858b54daSJérôme Glisse 
1232858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1233858b54daSJérôme Glisse }
1234858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1235858b54daSJérôme Glisse 
1236858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1237858b54daSJérôme Glisse {
1238858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1239858b54daSJérôme Glisse }
1240858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1241858b54daSJérôme Glisse 
1242858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1243858b54daSJérôme Glisse {
1244858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1245858b54daSJérôme Glisse 
1246858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1247858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1248858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1249858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1250858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1251858b54daSJérôme Glisse 
1252858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1253858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1254858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1255858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1256858b54daSJérôme Glisse 	}
1257858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1258858b54daSJérôme Glisse }
1259858b54daSJérôme Glisse 
1260858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1261df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
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