xref: /linux/mm/hmm.c (revision c8a53b2db0aec40d8b217936e1b7f3d840c50390)
1c942fddfSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2133ff0eaSJérôme Glisse /*
3133ff0eaSJérôme Glisse  * Copyright 2013 Red Hat Inc.
4133ff0eaSJérôme Glisse  *
5f813f219SJérôme Glisse  * Authors: Jérôme Glisse <jglisse@redhat.com>
6133ff0eaSJérôme Glisse  */
7133ff0eaSJérôme Glisse /*
8133ff0eaSJérôme Glisse  * Refer to include/linux/hmm.h for information about heterogeneous memory
9133ff0eaSJérôme Glisse  * management or HMM for short.
10133ff0eaSJérôme Glisse  */
11133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/mm.h>
12133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/hmm.h>
13858b54daSJérôme Glisse #include <linux/init.h>
14da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/rmap.h>
15da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swap.h>
16133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/slab.h>
17133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/sched.h>
184ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/mmzone.h>
194ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/pagemap.h>
20da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swapops.h>
21da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/hugetlb.h>
224ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memremap.h>
23*c8a53b2dSJason Gunthorpe #include <linux/sched/mm.h>
247b2d55d2SJérôme Glisse #include <linux/jump_label.h>
2555c0ece8SJérôme Glisse #include <linux/dma-mapping.h>
26c0b12405SJérôme Glisse #include <linux/mmu_notifier.h>
274ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memory_hotplug.h>
284ef589dcSJérôme Glisse 
294ef589dcSJérôme Glisse #define PA_SECTION_SIZE (1UL << PA_SECTION_SHIFT)
30133ff0eaSJérôme Glisse 
316b368cd4SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR)
32c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
33c0b12405SJérôme Glisse 
34704f3f2cSJérôme Glisse static inline struct hmm *mm_get_hmm(struct mm_struct *mm)
35133ff0eaSJérôme Glisse {
36c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mm->hmm);
37704f3f2cSJérôme Glisse 
38704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm && kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
39704f3f2cSJérôme Glisse 		return hmm;
40704f3f2cSJérôme Glisse 
41704f3f2cSJérôme Glisse 	return NULL;
42704f3f2cSJérôme Glisse }
43704f3f2cSJérôme Glisse 
44704f3f2cSJérôme Glisse /**
45704f3f2cSJérôme Glisse  * hmm_get_or_create - register HMM against an mm (HMM internal)
46704f3f2cSJérôme Glisse  *
47704f3f2cSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
48704f3f2cSJérôme Glisse  * Returns: returns an HMM object, either by referencing the existing
49704f3f2cSJérôme Glisse  *          (per-process) object, or by creating a new one.
50704f3f2cSJérôme Glisse  *
51704f3f2cSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. If mm already
52704f3f2cSJérôme Glisse  * has an HMM struct then it get a reference on it and returns it. Otherwise
53704f3f2cSJérôme Glisse  * it allocates an HMM struct, initializes it, associate it with the mm and
54704f3f2cSJérôme Glisse  * returns it.
55704f3f2cSJérôme Glisse  */
56704f3f2cSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_get_or_create(struct mm_struct *mm)
57704f3f2cSJérôme Glisse {
58704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = mm_get_hmm(mm);
59c0b12405SJérôme Glisse 	bool cleanup = false;
60133ff0eaSJérôme Glisse 
61c0b12405SJérôme Glisse 	if (hmm)
62c0b12405SJérôme Glisse 		return hmm;
63c0b12405SJérôme Glisse 
64c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
65c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
66c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
67a3e0d41cSJérôme Glisse 	init_waitqueue_head(&hmm->wq);
68c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
69c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
70c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
71da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
72a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_init(&hmm->lock);
73704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_init(&hmm->kref);
74a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers = 0;
75a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = false;
76c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
77*c8a53b2dSJason Gunthorpe 	mmgrab(hmm->mm);
78c0b12405SJérôme Glisse 
79c0b12405SJérôme Glisse 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
80c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm->hmm)
81c0b12405SJérôme Glisse 		mm->hmm = hmm;
82c0b12405SJérôme Glisse 	else
83c0b12405SJérôme Glisse 		cleanup = true;
84c0b12405SJérôme Glisse 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
85c0b12405SJérôme Glisse 
8686a2d598SRalph Campbell 	if (cleanup)
8786a2d598SRalph Campbell 		goto error;
8886a2d598SRalph Campbell 
8986a2d598SRalph Campbell 	/*
9086a2d598SRalph Campbell 	 * We should only get here if hold the mmap_sem in write mode ie on
9186a2d598SRalph Campbell 	 * registration of first mirror through hmm_mirror_register()
9286a2d598SRalph Campbell 	 */
9386a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
9486a2d598SRalph Campbell 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm))
9586a2d598SRalph Campbell 		goto error_mm;
96c0b12405SJérôme Glisse 
97704f3f2cSJérôme Glisse 	return hmm;
9886a2d598SRalph Campbell 
9986a2d598SRalph Campbell error_mm:
10086a2d598SRalph Campbell 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
10186a2d598SRalph Campbell 	if (mm->hmm == hmm)
10286a2d598SRalph Campbell 		mm->hmm = NULL;
10386a2d598SRalph Campbell 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
10486a2d598SRalph Campbell error:
105*c8a53b2dSJason Gunthorpe 	mmdrop(hmm->mm);
10686a2d598SRalph Campbell 	kfree(hmm);
10786a2d598SRalph Campbell 	return NULL;
108133ff0eaSJérôme Glisse }
109133ff0eaSJérôme Glisse 
1106d7c3cdeSJason Gunthorpe static void hmm_free_rcu(struct rcu_head *rcu)
1116d7c3cdeSJason Gunthorpe {
1126d7c3cdeSJason Gunthorpe 	kfree(container_of(rcu, struct hmm, rcu));
1136d7c3cdeSJason Gunthorpe }
1146d7c3cdeSJason Gunthorpe 
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 
127*c8a53b2dSJason Gunthorpe 	mmdrop(hmm->mm);
1286d7c3cdeSJason Gunthorpe 	mmu_notifier_call_srcu(&hmm->rcu, hmm_free_rcu);
129704f3f2cSJérôme Glisse }
130704f3f2cSJérôme Glisse 
131704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
132704f3f2cSJérôme Glisse {
133704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
134704f3f2cSJérôme Glisse }
135704f3f2cSJérôme Glisse 
136a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
137c0b12405SJérôme Glisse {
1386d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
139c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
140da4c3c73SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
141da4c3c73SJérôme Glisse 
1426d7c3cdeSJason Gunthorpe 	/* Bail out if hmm is in the process of being freed */
1436d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1446d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
1456d7c3cdeSJason Gunthorpe 
146a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Report this HMM as dying. */
147a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->dead = true;
148da4c3c73SJérôme Glisse 
149a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Wake-up everyone waiting on any range. */
150a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
151085ea250SRalph Campbell 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list)
152da4c3c73SJérôme Glisse 		range->valid = false;
153a3e0d41cSJérôme Glisse 	wake_up_all(&hmm->wq);
154a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
155e1401513SRalph Campbell 
156e1401513SRalph Campbell 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
157e1401513SRalph Campbell 	mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors, struct hmm_mirror,
158e1401513SRalph Campbell 					  list);
159e1401513SRalph Campbell 	while (mirror) {
160e1401513SRalph Campbell 		list_del_init(&mirror->list);
161e1401513SRalph Campbell 		if (mirror->ops->release) {
162e1401513SRalph Campbell 			/*
163085ea250SRalph Campbell 			 * Drop mirrors_sem so the release callback can wait
164085ea250SRalph Campbell 			 * on any pending work that might itself trigger a
165085ea250SRalph Campbell 			 * mmu_notifier callback and thus would deadlock with
166085ea250SRalph Campbell 			 * us.
167e1401513SRalph Campbell 			 */
168e1401513SRalph Campbell 			up_write(&hmm->mirrors_sem);
169e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
170e1401513SRalph Campbell 			down_write(&hmm->mirrors_sem);
171e1401513SRalph Campbell 		}
172e1401513SRalph Campbell 		mirror = list_first_entry_or_null(&hmm->mirrors,
173e1401513SRalph Campbell 						  struct hmm_mirror, list);
174e1401513SRalph Campbell 	}
175e1401513SRalph Campbell 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
176704f3f2cSJérôme Glisse 
177704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
178e1401513SRalph Campbell }
179e1401513SRalph Campbell 
18093065ac7SMichal Hocko static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
181a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
182c0b12405SJérôme Glisse {
1836d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
184a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
185ec131b2dSJérôme Glisse 	struct hmm_update update;
186a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
187a3e0d41cSJérôme Glisse 	int ret = 0;
188c0b12405SJérôme Glisse 
1896d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1906d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
191c0b12405SJérôme Glisse 
192a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.start = nrange->start;
193a3e0d41cSJérôme Glisse 	update.end = nrange->end;
194ec131b2dSJérôme Glisse 	update.event = HMM_UPDATE_INVALIDATE;
195dfcd6660SJérôme Glisse 	update.blockable = mmu_notifier_range_blockable(nrange);
196a3e0d41cSJérôme Glisse 
197dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
198a3e0d41cSJérôme Glisse 		mutex_lock(&hmm->lock);
199a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!mutex_trylock(&hmm->lock)) {
200a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
201a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
202a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
203a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
204a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
205a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (update.end < range->start || update.start >= range->end)
206a3e0d41cSJérôme Glisse 			continue;
207a3e0d41cSJérôme Glisse 
208a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = false;
209a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
210a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
211a3e0d41cSJérôme Glisse 
212dfcd6660SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
213a3e0d41cSJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
214a3e0d41cSJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
215a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
216a3e0d41cSJérôme Glisse 		goto out;
217a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
218a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
219a3e0d41cSJérôme Glisse 		int ret;
220a3e0d41cSJérôme Glisse 
221a3e0d41cSJérôme Glisse 		ret = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, &update);
222085ea250SRalph Campbell 		if (!update.blockable && ret == -EAGAIN)
223085ea250SRalph Campbell 			break;
224a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
225a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
226a3e0d41cSJérôme Glisse 
227a3e0d41cSJérôme Glisse out:
228704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
229704f3f2cSJérôme Glisse 	return ret;
230c0b12405SJérôme Glisse }
231c0b12405SJérôme Glisse 
232c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
233a3e0d41cSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
234c0b12405SJérôme Glisse {
2356d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
236c0b12405SJérôme Glisse 
2376d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
2386d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
239c0b12405SJérôme Glisse 
240a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_lock(&hmm->lock);
241a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
242a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
243a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
244a3e0d41cSJérôme Glisse 
245a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
246a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
247a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
248a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
249a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
250a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
251a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
252a3e0d41cSJérôme Glisse 	mutex_unlock(&hmm->lock);
253a3e0d41cSJérôme Glisse 
254704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
255c0b12405SJérôme Glisse }
256c0b12405SJérôme Glisse 
257c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
258e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
259c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
260c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
261c0b12405SJérôme Glisse };
262c0b12405SJérôme Glisse 
263c0b12405SJérôme Glisse /*
264c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
265c0b12405SJérôme Glisse  *
266c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
267c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
268085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
269c0b12405SJérôme Glisse  *
270c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
271c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
272c0b12405SJérôme Glisse  *
273c0b12405SJérôme Glisse  * THE mm->mmap_sem MUST BE HELD IN WRITE MODE !
274c0b12405SJérôme Glisse  */
275c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
276c0b12405SJérôme Glisse {
277c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
278c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
279c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
280c0b12405SJérôme Glisse 
281704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
282c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
283c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
284c0b12405SJérôme Glisse 
285c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
286c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
287c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
288c0b12405SJérôme Glisse 
289c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
290c0b12405SJérôme Glisse }
291c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
292c0b12405SJérôme Glisse 
293c0b12405SJérôme Glisse /*
294c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
295c0b12405SJérôme Glisse  *
296085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
297c0b12405SJérôme Glisse  *
298c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
299c0b12405SJérôme Glisse  */
300c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
301c0b12405SJérôme Glisse {
302704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = READ_ONCE(mirror->hmm);
303c0b12405SJérôme Glisse 
304704f3f2cSJérôme Glisse 	if (hmm == NULL)
305c01cbba2SJérôme Glisse 		return;
306c01cbba2SJérôme Glisse 
307c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
308e1401513SRalph Campbell 	list_del_init(&mirror->list);
309704f3f2cSJérôme Glisse 	/* To protect us against double unregister ... */
310c01cbba2SJérôme Glisse 	mirror->hmm = NULL;
311c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
312c01cbba2SJérôme Glisse 
313704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
314c0b12405SJérôme Glisse }
315c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
316da4c3c73SJérôme Glisse 
31774eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
31874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
319992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
32074eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
32174eee180SJérôme Glisse 	bool			fault;
32274eee180SJérôme Glisse 	bool			block;
32374eee180SJérôme Glisse };
32474eee180SJérôme Glisse 
3252aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
3262aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
32774eee180SJérôme Glisse {
3289b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
32974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
330f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
33174eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
33250a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
33374eee180SJérôme Glisse 
33474eee180SJérôme Glisse 	flags |= hmm_vma_walk->block ? 0 : FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
3352aee09d8SJérôme Glisse 	flags |= write_fault ? FAULT_FLAG_WRITE : 0;
33650a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
33750a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_RETRY)
33873231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
33950a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
340f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
34174eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
34274eee180SJérôme Glisse 	}
34374eee180SJérôme Glisse 
34473231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
34574eee180SJérôme Glisse }
34674eee180SJérôme Glisse 
347da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
348da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
349da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
350da4c3c73SJérôme Glisse {
351c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
352c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
353ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
354da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
355da4c3c73SJérôme Glisse 
356da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
357da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
358f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
359da4c3c73SJérôme Glisse 
360da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
361da4c3c73SJérôme Glisse }
362da4c3c73SJérôme Glisse 
3635504ed29SJérôme Glisse /*
3645504ed29SJérôme Glisse  * hmm_vma_walk_hole() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
3655504ed29SJérôme Glisse  * @start: range virtual start address (inclusive)
3665504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3672aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3682aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3695504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
370085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3715504ed29SJérôme Glisse  *
3725504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3735504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3745504ed29SJérôme Glisse  */
3752aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3762aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
377da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
378da4c3c73SJérôme Glisse {
37974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
38074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
381ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
38263d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long i, page_size;
383da4c3c73SJérôme Glisse 
38474eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
38563d5066fSJérôme Glisse 	page_size = hmm_range_page_size(range);
38663d5066fSJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> range->page_shift;
38763d5066fSJérôme Glisse 
38863d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += page_size, i++) {
389f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
3902aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
39174eee180SJérôme Glisse 			int ret;
392da4c3c73SJérôme Glisse 
3932aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
3942aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
39573231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
39674eee180SJérôme Glisse 				return ret;
39774eee180SJérôme Glisse 		}
39874eee180SJérôme Glisse 	}
39974eee180SJérôme Glisse 
40073231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
4012aee09d8SJérôme Glisse }
4022aee09d8SJérôme Glisse 
4032aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4042aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
4052aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
4062aee09d8SJérôme Glisse {
407f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
408f88a1e90SJérôme Glisse 
4092aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault)
4102aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4112aee09d8SJérôme Glisse 
412023a019aSJérôme Glisse 	/*
413023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
414023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
415023a019aSJérôme Glisse 	 * be use in 2 fashions. The first one where the HMM user coalesce
416023a019aSJérôme Glisse 	 * multiple page fault into one request and set flags per pfns for
417023a019aSJérôme Glisse 	 * of those faults. The second one where the HMM user want to pre-
418023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
419023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
420023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
421023a019aSJérôme Glisse 	 */
422023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
423023a019aSJérôme Glisse 
4242aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
425f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
4262aee09d8SJérôme Glisse 		return;
427f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If this is device memory than only fault if explicitly requested */
428f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
429f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
430f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
431f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
432f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
433f88a1e90SJérôme Glisse 		}
4342aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4352aee09d8SJérôme Glisse 	}
436f88a1e90SJérôme Glisse 
437f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
438f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
439f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
440f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
441f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
442f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4432aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4442aee09d8SJérôme Glisse 	}
4452aee09d8SJérôme Glisse }
4462aee09d8SJérôme Glisse 
4472aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4482aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4492aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4502aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4512aee09d8SJérôme Glisse {
4522aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4532aee09d8SJérôme Glisse 
4542aee09d8SJérôme Glisse 	if (!hmm_vma_walk->fault) {
4552aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4562aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4572aee09d8SJérôme Glisse 	}
4582aee09d8SJérôme Glisse 
459a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4602aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4612aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4622aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
463a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4642aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4652aee09d8SJérôme Glisse 	}
4662aee09d8SJérôme Glisse }
4672aee09d8SJérôme Glisse 
4682aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4692aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4702aee09d8SJérôme Glisse {
4712aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4722aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4732aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4742aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4752aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4762aee09d8SJérôme Glisse 
4772aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4782aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4792aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4802aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4812aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4822aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4832aee09d8SJérôme Glisse }
4842aee09d8SJérôme Glisse 
485f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4862aee09d8SJérôme Glisse {
4872aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4882aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
489f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
490f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
491f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
492da4c3c73SJérôme Glisse }
493da4c3c73SJérôme Glisse 
494992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
495992de9a8SJérôme Glisse {
496992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
497992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
498992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
499992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
500992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
501992de9a8SJérôme Glisse }
502992de9a8SJérôme Glisse 
50353f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
50453f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
50553f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
50653f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
50753f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
50853f5c3f4SJérôme Glisse {
509992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
51053f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
511f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
5122aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
5132aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
514f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
51553f5c3f4SJérôme Glisse 
5162aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
517f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
5182aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
5192aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
52053f5c3f4SJérôme Glisse 
5212aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
5222aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
52353f5c3f4SJérôme Glisse 
52453f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
525992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
526992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
527992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
528992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
529992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
530992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
531992de9a8SJérôme Glisse 		}
532391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
533992de9a8SJérôme Glisse 	}
534992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
535992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
536992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
537992de9a8SJérôme Glisse 	}
53853f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
53953f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
540992de9a8SJérôme Glisse #else
541992de9a8SJérôme Glisse 	/* If THP is not enabled then we should never reach that code ! */
542992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
543992de9a8SJérôme Glisse #endif
54453f5c3f4SJérôme Glisse }
54553f5c3f4SJérôme Glisse 
546f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5472aee09d8SJérôme Glisse {
548789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5492aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
550f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
551f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
552f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5532aee09d8SJérôme Glisse }
5542aee09d8SJérôme Glisse 
55553f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
55653f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
55753f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
55853f5c3f4SJérôme Glisse {
55953f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
560f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
56153f5c3f4SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5622aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5632aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
56453f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
565f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
56653f5c3f4SJérôme Glisse 
567f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
56873231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
56953f5c3f4SJérôme Glisse 
57053f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
57173231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
57273231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5732aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
57453f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
57553f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
57653f5c3f4SJérôme Glisse 	}
57753f5c3f4SJérôme Glisse 
57853f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
57953f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
58053f5c3f4SJérôme Glisse 
58153f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5822aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
58353f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
58453f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
58553f5c3f4SJérôme Glisse 		}
58653f5c3f4SJérôme Glisse 
58753f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
58853f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
58953f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
59053f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
59153f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
592f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
593f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5942aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
595f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
596f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
597f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
598f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
599f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
600391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
601391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
602f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
60353f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
60453f5c3f4SJérôme Glisse 		}
60553f5c3f4SJérôme Glisse 
60653f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
6072aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
60853f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
60953f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
61053f5c3f4SJérôme Glisse 				migration_entry_wait(vma->vm_mm,
61153f5c3f4SJérôme Glisse 						     pmdp, addr);
61273231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
61353f5c3f4SJérôme Glisse 			}
61453f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
61553f5c3f4SJérôme Glisse 		}
61653f5c3f4SJérôme Glisse 
61753f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
618f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
61953f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
62073231612SJérôme Glisse 	} else {
62173231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
62273231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
62373231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
62453f5c3f4SJérôme Glisse 	}
62553f5c3f4SJérôme Glisse 
6262aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
62753f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
62853f5c3f4SJérôme Glisse 
629992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
630992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
631992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
632992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
633992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
634992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
635992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
636992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
637992de9a8SJérôme Glisse 	}
638992de9a8SJérôme Glisse 
639391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
64053f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
64153f5c3f4SJérôme Glisse 
64253f5c3f4SJérôme Glisse fault:
643992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
644992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
645992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
646992de9a8SJérôme Glisse 	}
64753f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
64853f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6492aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
65053f5c3f4SJérôme Glisse }
65153f5c3f4SJérôme Glisse 
652da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
653da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
654da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
655da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
656da4c3c73SJérôme Glisse {
65774eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
65874eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
659d08faca0SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
660ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
661da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
662da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
663da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
664da4c3c73SJérôme Glisse 
665d08faca0SJérôme Glisse 
666d08faca0SJérôme Glisse again:
667d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
668d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
669d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
670d08faca0SJérôme Glisse 
671d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
672d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
673d08faca0SJérôme Glisse 
674d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
675d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
676d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
677d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
678d08faca0SJérôme Glisse 
679d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
680d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
681d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
682d08faca0SJérôme Glisse 
683d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
684d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
685d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
686d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
687d08faca0SJérôme Glisse 			pmd_migration_entry_wait(vma->vm_mm, pmdp);
68873231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
689d08faca0SJérôme Glisse 		}
690d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
691d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
692d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
693d08faca0SJérôme Glisse 
694d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
695da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
696da4c3c73SJérôme Glisse 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other threads
697da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
698da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
699da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
700da4c3c73SJérôme Glisse 		 * So just read pmd value and check again its a transparent
701da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
702da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
703da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
704da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
705da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
706da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
707da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
708da4c3c73SJérôme Glisse 
709d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
71053f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
711da4c3c73SJérôme Glisse 	}
712da4c3c73SJérôme Glisse 
713d08faca0SJérôme Glisse 	/*
714d08faca0SJérôme Glisse 	 * We have handled all the valid case above ie either none, migration,
715d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
716d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
717d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
718d08faca0SJérôme Glisse 	 */
719d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
720da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
721da4c3c73SJérôme Glisse 
722da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
723d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
724da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
72553f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
726da4c3c73SJérôme Glisse 
72753f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
72853f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
72953f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
73074eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
73153f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
73274eee180SJérôme Glisse 		}
733da4c3c73SJérôme Glisse 	}
734992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
735992de9a8SJérôme Glisse 		/*
736992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
737992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
738992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
739992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
740992de9a8SJérôme Glisse 		 */
741992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
742992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
743992de9a8SJérôme Glisse 	}
744da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
745da4c3c73SJérôme Glisse 
74653f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
747da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
748da4c3c73SJérôme Glisse }
749da4c3c73SJérôme Glisse 
750992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
751992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
752992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
753992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
754992de9a8SJérôme Glisse {
755992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
756992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
757992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
758992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
759992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
760992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
761992de9a8SJérôme Glisse 
762992de9a8SJérôme Glisse again:
763992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
764992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
765992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
766992de9a8SJérôme Glisse 
767992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
768992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
769992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
770992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
771992de9a8SJérôme Glisse 
772992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
773992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
774992de9a8SJérôme Glisse 
775992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
776992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
777992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
778992de9a8SJérôme Glisse 
779992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
780992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
781992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
782992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
783992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
784992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
785992de9a8SJérôme Glisse 
786992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
787992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
788992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
789992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
790992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
791992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
792391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
793391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
794992de9a8SJérôme Glisse 		}
795992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
796992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
797992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
798992de9a8SJérôme Glisse 		}
799992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
800992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
801992de9a8SJérôme Glisse 	}
802992de9a8SJérôme Glisse 
803992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
804992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
805992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
806992de9a8SJérôme Glisse 
807992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
808992de9a8SJérôme Glisse 	do {
809992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
810992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
811992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
812992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
813992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
814992de9a8SJérôme Glisse 
815992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
816992de9a8SJérôme Glisse }
817992de9a8SJérôme Glisse 
81863d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
81963d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
82063d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
82163d5066fSJérôme Glisse {
82263d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
82363d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask, size, pfn_inc;
82463d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
82563d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
82663d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
82763d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
82863d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
82963d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
83063d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
83163d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
83263d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
83363d5066fSJérôme Glisse 
83463d5066fSJérôme Glisse 	size = 1UL << huge_page_shift(h);
83563d5066fSJérôme Glisse 	mask = size - 1;
83663d5066fSJérôme Glisse 	if (range->page_shift != PAGE_SHIFT) {
83763d5066fSJérôme Glisse 		/* Make sure we are looking at full page. */
83863d5066fSJérôme Glisse 		if (start & mask)
83963d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
84063d5066fSJérôme Glisse 		if (end < (start + size))
84163d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
84263d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = size >> PAGE_SHIFT;
84363d5066fSJérôme Glisse 	} else {
84463d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = 1;
84563d5066fSJérôme Glisse 		size = PAGE_SIZE;
84663d5066fSJérôme Glisse 	}
84763d5066fSJérôme Glisse 
84863d5066fSJérôme Glisse 
84963d5066fSJérôme Glisse 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
85063d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
85163d5066fSJérôme Glisse 
85263d5066fSJérôme Glisse 	i = (start - range->start) >> range->page_shift;
85363d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
85463d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
85563d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
85663d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
85763d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
85863d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
85963d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
86063d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
86163d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
86263d5066fSJérôme Glisse 	}
86363d5066fSJérôme Glisse 
86463d5066fSJérôme Glisse 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> range->page_shift);
86563d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += size, i++, pfn += pfn_inc)
866391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
867391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
86863d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
86963d5066fSJérôme Glisse 
87063d5066fSJérôme Glisse unlock:
87163d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
87263d5066fSJérôme Glisse 
87363d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
87463d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
87563d5066fSJérôme Glisse 
87663d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
87763d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
87863d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
87963d5066fSJérôme Glisse #endif
88063d5066fSJérôme Glisse }
88163d5066fSJérôme Glisse 
882f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
883f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
88433cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
88533cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
88633cd47dcSJérôme Glisse {
88733cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
888f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
88933cd47dcSJérôme Glisse }
89033cd47dcSJérôme Glisse 
891da4c3c73SJérôme Glisse /*
892a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
893a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
894a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
895a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
896a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
89763d5066fSJérôme Glisse  * @page_shift: expect page shift for the range
898a3e0d41cSJérôme Glisse  * Returns 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
899a3e0d41cSJérôme Glisse  *
900a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
901a3e0d41cSJérôme Glisse  */
902a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
903e36acfe6SJason Gunthorpe 		       struct hmm_mirror *mirror,
904a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
90563d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned long end,
90663d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned page_shift)
907a3e0d41cSJérôme Glisse {
90863d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long mask = ((1UL << page_shift) - 1UL);
909e36acfe6SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
91063d5066fSJérôme Glisse 
911a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
912a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
913a3e0d41cSJérôme Glisse 
91463d5066fSJérôme Glisse 	if ((start & mask) || (end & mask))
91563d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
91663d5066fSJérôme Glisse 	if (start >= end)
917a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
918a3e0d41cSJérôme Glisse 
91963d5066fSJérôme Glisse 	range->page_shift = page_shift;
920a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
921a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
922a3e0d41cSJérôme Glisse 
923a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
924e36acfe6SJason Gunthorpe 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
925a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
926a3e0d41cSJérôme Glisse 
927085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
928085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
929a3e0d41cSJérôme Glisse 
930085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
931e36acfe6SJason Gunthorpe 	kref_get(&hmm->kref);
932085ea250SRalph Campbell 	list_add_rcu(&range->list, &hmm->ranges);
933a3e0d41cSJérôme Glisse 
934a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
935a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
936a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
937a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
938085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
939a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
940085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
941a3e0d41cSJérôme Glisse 
942a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
943a3e0d41cSJérôme Glisse }
944a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
945a3e0d41cSJérôme Glisse 
946a3e0d41cSJérôme Glisse /*
947a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
948a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
949a3e0d41cSJérôme Glisse  *
950a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
951a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
952a3e0d41cSJérôme Glisse  */
953a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
954a3e0d41cSJérôme Glisse {
955085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
956085ea250SRalph Campbell 
957a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Sanity check this really should not happen. */
958085ea250SRalph Campbell 	if (hmm == NULL || range->end <= range->start)
959a3e0d41cSJérôme Glisse 		return;
960a3e0d41cSJérôme Glisse 
961085ea250SRalph Campbell 	mutex_lock(&hmm->lock);
962a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_del_rcu(&range->list);
963085ea250SRalph Campbell 	mutex_unlock(&hmm->lock);
964a3e0d41cSJérôme Glisse 
965a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
966a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
967085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
968a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
969a3e0d41cSJérôme Glisse }
970a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
971a3e0d41cSJérôme Glisse 
972a3e0d41cSJérôme Glisse /*
97325f23a0cSJérôme Glisse  * hmm_range_snapshot() - snapshot CPU page table for a range
97425f23a0cSJérôme Glisse  * @range: range
975085ea250SRalph Campbell  * Return: -EINVAL if invalid argument, -ENOMEM out of memory, -EPERM invalid
976a3e0d41cSJérôme Glisse  *          permission (for instance asking for write and range is read only),
977a3e0d41cSJérôme Glisse  *          -EAGAIN if you need to retry, -EFAULT invalid (ie either no valid
978a3e0d41cSJérôme Glisse  *          vma or it is illegal to access that range), number of valid pages
979a3e0d41cSJérôme Glisse  *          in range->pfns[] (from range start address).
980da4c3c73SJérôme Glisse  *
981da4c3c73SJérôme Glisse  * This snapshots the CPU page table for a range of virtual addresses. Snapshot
982a3e0d41cSJérôme Glisse  * validity is tracked by range struct. See in include/linux/hmm.h for example
983a3e0d41cSJérôme Glisse  * on how to use.
984da4c3c73SJérôme Glisse  */
98525f23a0cSJérôme Glisse long hmm_range_snapshot(struct hmm_range *range)
986da4c3c73SJérôme Glisse {
98763d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
988a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
98974eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
990a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
991a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
992da4c3c73SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
993704f3f2cSJérôme Glisse 
994704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
995a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
996a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
997da4c3c73SJérôme Glisse 
998a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
999a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1000a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid)
1001a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1002a3e0d41cSJérôme Glisse 
1003a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
100463d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1005a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1006a3e0d41cSJérôme Glisse 
100763d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
10081c2308f0SJason Gunthorpe 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
10091c2308f0SJason Gunthorpe 				    range->page_shift &&
101063d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
101163d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
101263d5066fSJérôme Glisse 		} else {
101363d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
101463d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
101563d5066fSJérôme Glisse 		}
101663d5066fSJérôme Glisse 
101786586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
101886586a41SJérôme Glisse 			/*
1019a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1020a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1021a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
102286586a41SJérôme Glisse 			 */
1023a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1024a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
102586586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
102686586a41SJérôme Glisse 		}
102786586a41SJérôme Glisse 
1028a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1029992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1030a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
103174eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = false;
103274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
103374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1034a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
103574eee180SJérôme Glisse 
1036da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
1037da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
1038da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
1039da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
1040da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1041992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
1042da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
1043da4c3c73SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
104463d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
1045da4c3c73SJérôme Glisse 
1046a3e0d41cSJérôme Glisse 		walk_page_range(start, end, &mm_walk);
1047a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1048a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1049a3e0d41cSJérôme Glisse 
105025f23a0cSJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1051da4c3c73SJérôme Glisse }
105225f23a0cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_snapshot);
1053da4c3c73SJérôme Glisse 
1054da4c3c73SJérôme Glisse /*
105573231612SJérôme Glisse  * hmm_range_fault() - try to fault some address in a virtual address range
105608232a45SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
105774eee180SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1058085ea250SRalph Campbell  * Return: number of valid pages in range->pfns[] (from range start
105973231612SJérôme Glisse  *          address). This may be zero. If the return value is negative,
106073231612SJérôme Glisse  *          then one of the following values may be returned:
106173231612SJérôme Glisse  *
106273231612SJérôme Glisse  *           -EINVAL  invalid arguments or mm or virtual address are in an
106363d5066fSJérôme Glisse  *                    invalid vma (for instance device file vma).
106473231612SJérôme Glisse  *           -ENOMEM: Out of memory.
106573231612SJérôme Glisse  *           -EPERM:  Invalid permission (for instance asking for write and
106673231612SJérôme Glisse  *                    range is read only).
106773231612SJérôme Glisse  *           -EAGAIN: If you need to retry and mmap_sem was drop. This can only
106873231612SJérôme Glisse  *                    happens if block argument is false.
106973231612SJérôme Glisse  *           -EBUSY:  If the the range is being invalidated and you should wait
107073231612SJérôme Glisse  *                    for invalidation to finish.
107173231612SJérôme Glisse  *           -EFAULT: Invalid (ie either no valid vma or it is illegal to access
107273231612SJérôme Glisse  *                    that range), number of valid pages in range->pfns[] (from
107373231612SJérôme Glisse  *                    range start address).
107474eee180SJérôme Glisse  *
107574eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
107673231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
107773231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
107874eee180SJérôme Glisse  *
1079ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
1080ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
108174eee180SJérôme Glisse  */
108273231612SJérôme Glisse long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, bool block)
108374eee180SJérôme Glisse {
108463d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
1085a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
108674eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
1087a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
1088a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
108974eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
109074eee180SJérôme Glisse 	int ret;
109174eee180SJérôme Glisse 
1092704f3f2cSJérôme Glisse 	/* Check if hmm_mm_destroy() was call. */
1093a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (hmm->mm == NULL || hmm->dead)
1094a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
1095a3e0d41cSJérôme Glisse 
1096a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
1097a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
1098a3e0d41cSJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
1099a3e0d41cSJérôme Glisse 			up_read(&hmm->mm->mmap_sem);
1100a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EAGAIN;
1101704f3f2cSJérôme Glisse 		}
110274eee180SJérôme Glisse 
1103a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
110463d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
1105a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
1106a3e0d41cSJérôme Glisse 
110763d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
110863d5066fSJérôme Glisse 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
110963d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift &&
111063d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
111163d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
111263d5066fSJérôme Glisse 		} else {
111363d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
111463d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
111563d5066fSJérôme Glisse 		}
111663d5066fSJérôme Glisse 
111786586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
111886586a41SJérôme Glisse 			/*
1119a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1120a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1121a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
112286586a41SJérôme Glisse 			 */
1123a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1124a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
112586586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
112686586a41SJérôme Glisse 		}
112774eee180SJérôme Glisse 
1128a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1129992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1130a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
113174eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.fault = true;
113274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.block = block;
113374eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
113474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1135a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
113674eee180SJérôme Glisse 
113774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
113874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
113974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
114074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
114174eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1142992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
114374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
114474eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
114563d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
114674eee180SJérôme Glisse 
114774eee180SJérôme Glisse 		do {
1148a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
114974eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
1150a3e0d41cSJérôme Glisse 
115173231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
115273231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
115374eee180SJérôme Glisse 
115474eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
115574eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
115674eee180SJérôme Glisse 
115774eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1158a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1159a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
116073231612SJérôme Glisse 			return ret;
116174eee180SJérôme Glisse 		}
1162a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1163a3e0d41cSJérôme Glisse 
1164a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1165704f3f2cSJérôme Glisse 
116673231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
116774eee180SJérôme Glisse }
116873231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
116955c0ece8SJérôme Glisse 
117055c0ece8SJérôme Glisse /**
117155c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_map() - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
117255c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being faulted
117355c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against to dma map page to
117455c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
117555c0ece8SJérôme Glisse  * @block: allow blocking on fault (if true it sleeps and do not drop mmap_sem)
1176085ea250SRalph Campbell  * Return: number of pages mapped on success, -EAGAIN if mmap_sem have been
117755c0ece8SJérôme Glisse  *          drop and you need to try again, some other error value otherwise
117855c0ece8SJérôme Glisse  *
117955c0ece8SJérôme Glisse  * Note same usage pattern as hmm_range_fault().
118055c0ece8SJérôme Glisse  */
118155c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range,
118255c0ece8SJérôme Glisse 		       struct device *device,
118355c0ece8SJérôme Glisse 		       dma_addr_t *daddrs,
118455c0ece8SJérôme Glisse 		       bool block)
118555c0ece8SJérôme Glisse {
118655c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
118755c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
118855c0ece8SJérôme Glisse 
118955c0ece8SJérôme Glisse 	ret = hmm_range_fault(range, block);
119055c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
119155c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
119255c0ece8SJérôme Glisse 
119355c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
119455c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
119555c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
119655c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
119755c0ece8SJérôme Glisse 
119855c0ece8SJérôme Glisse 		/*
119955c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
120055c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
120155c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
120255c0ece8SJérôme Glisse 		 *
120355c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
120455c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
120555c0ece8SJérôme Glisse 		 */
120655c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
120755c0ece8SJérôme Glisse 
1208391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
120955c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
121055c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
121155c0ece8SJérôme Glisse 
121255c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
121355c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
121455c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
121555c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
121655c0ece8SJérôme Glisse 		}
121755c0ece8SJérôme Glisse 
121855c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
121955c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
122055c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
122155c0ece8SJérôme Glisse 
122255c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
122355c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
122455c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
122555c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
122655c0ece8SJérôme Glisse 		}
122755c0ece8SJérôme Glisse 
122855c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
122955c0ece8SJérôme Glisse 	}
123055c0ece8SJérôme Glisse 
123155c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
123255c0ece8SJérôme Glisse 
123355c0ece8SJérôme Glisse unmap:
123455c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
123555c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
123655c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
123755c0ece8SJérôme Glisse 
1238391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
123955c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
124055c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
124155c0ece8SJérôme Glisse 
124255c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
124355c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
124455c0ece8SJérôme Glisse 
124555c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
124655c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
124755c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
124855c0ece8SJérôme Glisse 
124955c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
125055c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
125155c0ece8SJérôme Glisse 	}
125255c0ece8SJérôme Glisse 
125355c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
125455c0ece8SJérôme Glisse }
125555c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
125655c0ece8SJérôme Glisse 
125755c0ece8SJérôme Glisse /**
125855c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
125955c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
126055c0ece8SJérôme Glisse  * @vma: the vma against which the range (optional)
126155c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
126255c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
126355c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1264085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
126555c0ece8SJérôme Glisse  *
126655c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
126755c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
126855c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
126955c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
127055c0ece8SJérôme Glisse  */
127155c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
127255c0ece8SJérôme Glisse 			 struct vm_area_struct *vma,
127355c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
127455c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
127555c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
127655c0ece8SJérôme Glisse {
127755c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
127855c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
127955c0ece8SJérôme Glisse 
128055c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
128155c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
128255c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
128355c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
128455c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
128555c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
128655c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
128755c0ece8SJérôme Glisse 
128855c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
128955c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
129055c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
129155c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
129255c0ece8SJérôme Glisse 
1293391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
129455c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
129555c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
129655c0ece8SJérôme Glisse 
129755c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
129855c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
129955c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
130055c0ece8SJérôme Glisse 
130155c0ece8SJérôme Glisse 			/*
130255c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
130355c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
130455c0ece8SJérôme Glisse 			 */
130555c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
130655c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
130755c0ece8SJérôme Glisse 		}
130855c0ece8SJérôme Glisse 
130955c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
131055c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
131155c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
131255c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
131355c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
131455c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
131555c0ece8SJérôme Glisse 	}
131655c0ece8SJérôme Glisse 
131755c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
131855c0ece8SJérôme Glisse }
131955c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
1320c0b12405SJérôme Glisse #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_HMM_MIRROR) */
13214ef589dcSJérôme Glisse 
13224ef589dcSJérôme Glisse 
1323df6ad698SJérôme Glisse #if IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PRIVATE) ||  IS_ENABLED(CONFIG_DEVICE_PUBLIC)
13244ef589dcSJérôme Glisse struct page *hmm_vma_alloc_locked_page(struct vm_area_struct *vma,
13254ef589dcSJérôme Glisse 				       unsigned long addr)
13264ef589dcSJérôme Glisse {
13274ef589dcSJérôme Glisse 	struct page *page;
13284ef589dcSJérôme Glisse 
13294ef589dcSJérôme Glisse 	page = alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER, vma, addr);
13304ef589dcSJérôme Glisse 	if (!page)
13314ef589dcSJérôme Glisse 		return NULL;
13324ef589dcSJérôme Glisse 	lock_page(page);
13334ef589dcSJérôme Glisse 	return page;
13344ef589dcSJérôme Glisse }
13354ef589dcSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_vma_alloc_locked_page);
13364ef589dcSJérôme Glisse 
13374ef589dcSJérôme Glisse 
13384ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_release(struct percpu_ref *ref)
13394ef589dcSJérôme Glisse {
13404ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13414ef589dcSJérôme Glisse 
13424ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
13434ef589dcSJérôme Glisse 	complete(&devmem->completion);
13444ef589dcSJérôme Glisse }
13454ef589dcSJérôme Glisse 
13464ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_ref_exit(void *data)
13474ef589dcSJérôme Glisse {
13484ef589dcSJérôme Glisse 	struct percpu_ref *ref = data;
13494ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
13504ef589dcSJérôme Glisse 
13514ef589dcSJérôme Glisse 	devmem = container_of(ref, struct hmm_devmem, ref);
1352bbecd94eSDan Williams 	wait_for_completion(&devmem->completion);
13534ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_exit(ref);
13544ef589dcSJérôme Glisse }
13554ef589dcSJérôme Glisse 
1356bbecd94eSDan Williams static void hmm_devmem_ref_kill(struct percpu_ref *ref)
13574ef589dcSJérôme Glisse {
13584ef589dcSJérôme Glisse 	percpu_ref_kill(ref);
13594ef589dcSJérôme Glisse }
13604ef589dcSJérôme Glisse 
1361b57e622eSSouptick Joarder static vm_fault_t hmm_devmem_fault(struct vm_area_struct *vma,
13624ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned long addr,
13634ef589dcSJérôme Glisse 			    const struct page *page,
13644ef589dcSJérôme Glisse 			    unsigned int flags,
13654ef589dcSJérôme Glisse 			    pmd_t *pmdp)
13664ef589dcSJérôme Glisse {
13674ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = page->pgmap->data;
13684ef589dcSJérôme Glisse 
13694ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem->ops->fault(devmem, vma, addr, page, flags, pmdp);
13704ef589dcSJérôme Glisse }
13714ef589dcSJérôme Glisse 
13724ef589dcSJérôme Glisse static void hmm_devmem_free(struct page *page, void *data)
13734ef589dcSJérôme Glisse {
13744ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem = data;
13754ef589dcSJérôme Glisse 
13762fa147bdSDan Williams 	page->mapping = NULL;
13772fa147bdSDan Williams 
13784ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops->free(devmem, page);
13794ef589dcSJérôme Glisse }
13804ef589dcSJérôme Glisse 
13814ef589dcSJérôme Glisse /*
13824ef589dcSJérôme Glisse  * hmm_devmem_add() - hotplug ZONE_DEVICE memory for device memory
13834ef589dcSJérôme Glisse  *
13844ef589dcSJérôme Glisse  * @ops: memory event device driver callback (see struct hmm_devmem_ops)
13854ef589dcSJérôme Glisse  * @device: device struct to bind the resource too
13864ef589dcSJérôme Glisse  * @size: size in bytes of the device memory to add
1387085ea250SRalph Campbell  * Return: pointer to new hmm_devmem struct ERR_PTR otherwise
13884ef589dcSJérôme Glisse  *
13894ef589dcSJérôme Glisse  * This function first finds an empty range of physical address big enough to
13904ef589dcSJérôme Glisse  * contain the new resource, and then hotplugs it as ZONE_DEVICE memory, which
13914ef589dcSJérôme Glisse  * in turn allocates struct pages. It does not do anything beyond that; all
13924ef589dcSJérôme Glisse  * events affecting the memory will go through the various callbacks provided
13934ef589dcSJérôme Glisse  * by hmm_devmem_ops struct.
13944ef589dcSJérôme Glisse  *
13954ef589dcSJérôme Glisse  * Device driver should call this function during device initialization and
13964ef589dcSJérôme Glisse  * is then responsible of memory management. HMM only provides helpers.
13974ef589dcSJérôme Glisse  */
13984ef589dcSJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add(const struct hmm_devmem_ops *ops,
13994ef589dcSJérôme Glisse 				  struct device *device,
14004ef589dcSJérôme Glisse 				  unsigned long size)
14014ef589dcSJérôme Glisse {
14024ef589dcSJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
14034ef589dcSJérôme Glisse 	resource_size_t addr;
1404bbecd94eSDan Williams 	void *result;
14054ef589dcSJérôme Glisse 	int ret;
14064ef589dcSJérôme Glisse 
1407e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
14084ef589dcSJérôme Glisse 
140958ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
14104ef589dcSJérôme Glisse 	if (!devmem)
14114ef589dcSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
14124ef589dcSJérôme Glisse 
14134ef589dcSJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
14144ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
14154ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
14164ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource = NULL;
14174ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->device = device;
14184ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
14194ef589dcSJérôme Glisse 
14204ef589dcSJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
14214ef589dcSJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
14224ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
142358ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
14244ef589dcSJérôme Glisse 
142558ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit, &devmem->ref);
14264ef589dcSJérôme Glisse 	if (ret)
142758ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
14284ef589dcSJérôme Glisse 
14294ef589dcSJérôme Glisse 	size = ALIGN(size, PA_SECTION_SIZE);
14304ef589dcSJérôme Glisse 	addr = min((unsigned long)iomem_resource.end,
14314ef589dcSJérôme Glisse 		   (1UL << MAX_PHYSMEM_BITS) - 1);
14324ef589dcSJérôme Glisse 	addr = addr - size + 1UL;
14334ef589dcSJérôme Glisse 
14344ef589dcSJérôme Glisse 	/*
14354ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME add a new helper to quickly walk resource tree and find free
14364ef589dcSJérôme Glisse 	 * range
14374ef589dcSJérôme Glisse 	 *
14384ef589dcSJérôme Glisse 	 * FIXME what about ioport_resource resource ?
14394ef589dcSJérôme Glisse 	 */
14404ef589dcSJérôme Glisse 	for (; addr > size && addr >= iomem_resource.start; addr -= size) {
14414ef589dcSJérôme Glisse 		ret = region_intersects(addr, size, 0, IORES_DESC_NONE);
14424ef589dcSJérôme Glisse 		if (ret != REGION_DISJOINT)
14434ef589dcSJérôme Glisse 			continue;
14444ef589dcSJérôme Glisse 
14454ef589dcSJérôme Glisse 		devmem->resource = devm_request_mem_region(device, addr, size,
14464ef589dcSJérôme Glisse 							   dev_name(device));
144758ef15b7SDan Williams 		if (!devmem->resource)
144858ef15b7SDan Williams 			return ERR_PTR(-ENOMEM);
14494ef589dcSJérôme Glisse 		break;
14504ef589dcSJérôme Glisse 	}
145158ef15b7SDan Williams 	if (!devmem->resource)
145258ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(-ERANGE);
14534ef589dcSJérôme Glisse 
14544ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->resource->desc = IORES_DESC_DEVICE_PRIVATE_MEMORY;
14554ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
14564ef589dcSJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
14574ef589dcSJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1458063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
14594ef589dcSJérôme Glisse 
1460bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PRIVATE;
1461bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1462bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1463bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1464bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1465bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1466bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
146758ef15b7SDan Williams 
1468bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1469bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1470bbecd94eSDan Williams 		return result;
14714ef589dcSJérôme Glisse 	return devmem;
14724ef589dcSJérôme Glisse }
147302917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add);
14744ef589dcSJérôme Glisse 
1475d3df0a42SJérôme Glisse struct hmm_devmem *hmm_devmem_add_resource(const struct hmm_devmem_ops *ops,
1476d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct device *device,
1477d3df0a42SJérôme Glisse 					   struct resource *res)
1478d3df0a42SJérôme Glisse {
1479d3df0a42SJérôme Glisse 	struct hmm_devmem *devmem;
1480bbecd94eSDan Williams 	void *result;
1481d3df0a42SJérôme Glisse 	int ret;
1482d3df0a42SJérôme Glisse 
1483d3df0a42SJérôme Glisse 	if (res->desc != IORES_DESC_DEVICE_PUBLIC_MEMORY)
1484d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EINVAL);
1485d3df0a42SJérôme Glisse 
1486e7638488SDan Williams 	dev_pagemap_get_ops();
1487d3df0a42SJérôme Glisse 
148858ef15b7SDan Williams 	devmem = devm_kzalloc(device, sizeof(*devmem), GFP_KERNEL);
1489d3df0a42SJérôme Glisse 	if (!devmem)
1490d3df0a42SJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1491d3df0a42SJérôme Glisse 
1492d3df0a42SJérôme Glisse 	init_completion(&devmem->completion);
1493d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = -1UL;
1494d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = -1UL;
1495d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->resource = res;
1496d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->device = device;
1497d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->ops = ops;
1498d3df0a42SJérôme Glisse 
1499d3df0a42SJérôme Glisse 	ret = percpu_ref_init(&devmem->ref, &hmm_devmem_ref_release,
1500d3df0a42SJérôme Glisse 			      0, GFP_KERNEL);
1501d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
150258ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1503d3df0a42SJérôme Glisse 
150458ef15b7SDan Williams 	ret = devm_add_action_or_reset(device, hmm_devmem_ref_exit,
150558ef15b7SDan Williams 			&devmem->ref);
1506d3df0a42SJérôme Glisse 	if (ret)
150758ef15b7SDan Williams 		return ERR_PTR(ret);
1508d3df0a42SJérôme Glisse 
1509d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_first = devmem->resource->start >> PAGE_SHIFT;
1510d3df0a42SJérôme Glisse 	devmem->pfn_last = devmem->pfn_first +
1511d3df0a42SJérôme Glisse 			   (resource_size(devmem->resource) >> PAGE_SHIFT);
1512063a7d1dSDan Williams 	devmem->page_fault = hmm_devmem_fault;
1513d3df0a42SJérôme Glisse 
1514bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.type = MEMORY_DEVICE_PUBLIC;
1515bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.res = *devmem->resource;
1516bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.page_free = hmm_devmem_free;
1517bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.altmap_valid = false;
1518bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.ref = &devmem->ref;
1519bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.data = devmem;
1520bbecd94eSDan Williams 	devmem->pagemap.kill = hmm_devmem_ref_kill;
152158ef15b7SDan Williams 
1522bbecd94eSDan Williams 	result = devm_memremap_pages(devmem->device, &devmem->pagemap);
1523bbecd94eSDan Williams 	if (IS_ERR(result))
1524bbecd94eSDan Williams 		return result;
1525d3df0a42SJérôme Glisse 	return devmem;
1526d3df0a42SJérôme Glisse }
152702917e9fSDan Williams EXPORT_SYMBOL_GPL(hmm_devmem_add_resource);
1528d3df0a42SJérôme Glisse 
15294ef589dcSJérôme Glisse /*
1530858b54daSJérôme Glisse  * A device driver that wants to handle multiple devices memory through a
1531858b54daSJérôme Glisse  * single fake device can use hmm_device to do so. This is purely a helper
1532858b54daSJérôme Glisse  * and it is not needed to make use of any HMM functionality.
1533858b54daSJérôme Glisse  */
1534858b54daSJérôme Glisse #define HMM_DEVICE_MAX 256
1535858b54daSJérôme Glisse 
1536858b54daSJérôme Glisse static DECLARE_BITMAP(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1537858b54daSJérôme Glisse static DEFINE_SPINLOCK(hmm_device_lock);
1538858b54daSJérôme Glisse static struct class *hmm_device_class;
1539858b54daSJérôme Glisse static dev_t hmm_device_devt;
1540858b54daSJérôme Glisse 
1541858b54daSJérôme Glisse static void hmm_device_release(struct device *device)
1542858b54daSJérôme Glisse {
1543858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1544858b54daSJérôme Glisse 
1545858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = container_of(device, struct hmm_device, device);
1546858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1547858b54daSJérôme Glisse 	clear_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1548858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1549858b54daSJérôme Glisse 
1550858b54daSJérôme Glisse 	kfree(hmm_device);
1551858b54daSJérôme Glisse }
1552858b54daSJérôme Glisse 
1553858b54daSJérôme Glisse struct hmm_device *hmm_device_new(void *drvdata)
1554858b54daSJérôme Glisse {
1555858b54daSJérôme Glisse 	struct hmm_device *hmm_device;
1556858b54daSJérôme Glisse 
1557858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device = kzalloc(sizeof(*hmm_device), GFP_KERNEL);
1558858b54daSJérôme Glisse 	if (!hmm_device)
1559858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
1560858b54daSJérôme Glisse 
1561858b54daSJérôme Glisse 	spin_lock(&hmm_device_lock);
1562858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->minor = find_first_zero_bit(hmm_device_mask, HMM_DEVICE_MAX);
1563858b54daSJérôme Glisse 	if (hmm_device->minor >= HMM_DEVICE_MAX) {
1564858b54daSJérôme Glisse 		spin_unlock(&hmm_device_lock);
1565858b54daSJérôme Glisse 		kfree(hmm_device);
1566858b54daSJérôme Glisse 		return ERR_PTR(-EBUSY);
1567858b54daSJérôme Glisse 	}
1568858b54daSJérôme Glisse 	set_bit(hmm_device->minor, hmm_device_mask);
1569858b54daSJérôme Glisse 	spin_unlock(&hmm_device_lock);
1570858b54daSJérôme Glisse 
1571858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_name(&hmm_device->device, "hmm_device%d", hmm_device->minor);
1572858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.devt = MKDEV(MAJOR(hmm_device_devt),
1573858b54daSJérôme Glisse 					hmm_device->minor);
1574858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.release = hmm_device_release;
1575858b54daSJérôme Glisse 	dev_set_drvdata(&hmm_device->device, drvdata);
1576858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device->device.class = hmm_device_class;
1577858b54daSJérôme Glisse 	device_initialize(&hmm_device->device);
1578858b54daSJérôme Glisse 
1579858b54daSJérôme Glisse 	return hmm_device;
1580858b54daSJérôme Glisse }
1581858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_new);
1582858b54daSJérôme Glisse 
1583858b54daSJérôme Glisse void hmm_device_put(struct hmm_device *hmm_device)
1584858b54daSJérôme Glisse {
1585858b54daSJérôme Glisse 	put_device(&hmm_device->device);
1586858b54daSJérôme Glisse }
1587858b54daSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_device_put);
1588858b54daSJérôme Glisse 
1589858b54daSJérôme Glisse static int __init hmm_init(void)
1590858b54daSJérôme Glisse {
1591858b54daSJérôme Glisse 	int ret;
1592858b54daSJérôme Glisse 
1593858b54daSJérôme Glisse 	ret = alloc_chrdev_region(&hmm_device_devt, 0,
1594858b54daSJérôme Glisse 				  HMM_DEVICE_MAX,
1595858b54daSJérôme Glisse 				  "hmm_device");
1596858b54daSJérôme Glisse 	if (ret)
1597858b54daSJérôme Glisse 		return ret;
1598858b54daSJérôme Glisse 
1599858b54daSJérôme Glisse 	hmm_device_class = class_create(THIS_MODULE, "hmm_device");
1600858b54daSJérôme Glisse 	if (IS_ERR(hmm_device_class)) {
1601858b54daSJérôme Glisse 		unregister_chrdev_region(hmm_device_devt, HMM_DEVICE_MAX);
1602858b54daSJérôme Glisse 		return PTR_ERR(hmm_device_class);
1603858b54daSJérôme Glisse 	}
1604858b54daSJérôme Glisse 	return 0;
1605858b54daSJérôme Glisse }
1606858b54daSJérôme Glisse 
1607858b54daSJérôme Glisse device_initcall(hmm_init);
1608df6ad698SJérôme Glisse #endif /* CONFIG_DEVICE_PRIVATE || CONFIG_DEVICE_PUBLIC */
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