xref: /linux/mm/hmm.c (revision d45d464b118f428229d91769c8a3cc1e2e0bb4d5)
1c942fddfSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2133ff0eaSJérôme Glisse /*
3133ff0eaSJérôme Glisse  * Copyright 2013 Red Hat Inc.
4133ff0eaSJérôme Glisse  *
5f813f219SJérôme Glisse  * Authors: Jérôme Glisse <jglisse@redhat.com>
6133ff0eaSJérôme Glisse  */
7133ff0eaSJérôme Glisse /*
8133ff0eaSJérôme Glisse  * Refer to include/linux/hmm.h for information about heterogeneous memory
9133ff0eaSJérôme Glisse  * management or HMM for short.
10133ff0eaSJérôme Glisse  */
11133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/mm.h>
12133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/hmm.h>
13858b54daSJérôme Glisse #include <linux/init.h>
14da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/rmap.h>
15da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swap.h>
16133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/slab.h>
17133ff0eaSJérôme Glisse #include <linux/sched.h>
184ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/mmzone.h>
194ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/pagemap.h>
20da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/swapops.h>
21da4c3c73SJérôme Glisse #include <linux/hugetlb.h>
224ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memremap.h>
23c8a53b2dSJason Gunthorpe #include <linux/sched/mm.h>
247b2d55d2SJérôme Glisse #include <linux/jump_label.h>
2555c0ece8SJérôme Glisse #include <linux/dma-mapping.h>
26c0b12405SJérôme Glisse #include <linux/mmu_notifier.h>
274ef589dcSJérôme Glisse #include <linux/memory_hotplug.h>
284ef589dcSJérôme Glisse 
29c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops;
30c0b12405SJérôme Glisse 
31704f3f2cSJérôme Glisse /**
32704f3f2cSJérôme Glisse  * hmm_get_or_create - register HMM against an mm (HMM internal)
33704f3f2cSJérôme Glisse  *
34704f3f2cSJérôme Glisse  * @mm: mm struct to attach to
35d2e8d551SRalph Campbell  * Return: an HMM object, either by referencing the existing
36704f3f2cSJérôme Glisse  *          (per-process) object, or by creating a new one.
37704f3f2cSJérôme Glisse  *
38704f3f2cSJérôme Glisse  * This is not intended to be used directly by device drivers. If mm already
39704f3f2cSJérôme Glisse  * has an HMM struct then it get a reference on it and returns it. Otherwise
40704f3f2cSJérôme Glisse  * it allocates an HMM struct, initializes it, associate it with the mm and
41704f3f2cSJérôme Glisse  * returns it.
42704f3f2cSJérôme Glisse  */
43704f3f2cSJérôme Glisse static struct hmm *hmm_get_or_create(struct mm_struct *mm)
44704f3f2cSJérôme Glisse {
458a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm;
46133ff0eaSJérôme Glisse 
47fec88ab0SLinus Torvalds 	lockdep_assert_held_write(&mm->mmap_sem);
488a9320b7SJason Gunthorpe 
498a9320b7SJason Gunthorpe 	/* Abuse the page_table_lock to also protect mm->hmm. */
508a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
518a9320b7SJason Gunthorpe 	hmm = mm->hmm;
528a9320b7SJason Gunthorpe 	if (mm->hmm && kref_get_unless_zero(&mm->hmm->kref))
538a9320b7SJason Gunthorpe 		goto out_unlock;
548a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
55c0b12405SJérôme Glisse 
56c0b12405SJérôme Glisse 	hmm = kmalloc(sizeof(*hmm), GFP_KERNEL);
57c0b12405SJérôme Glisse 	if (!hmm)
58c0b12405SJérôme Glisse 		return NULL;
59a3e0d41cSJérôme Glisse 	init_waitqueue_head(&hmm->wq);
60c0b12405SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->mirrors);
61c0b12405SJérôme Glisse 	init_rwsem(&hmm->mirrors_sem);
62c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mmu_notifier.ops = NULL;
63da4c3c73SJérôme Glisse 	INIT_LIST_HEAD(&hmm->ranges);
645a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_init(&hmm->ranges_lock);
65704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_init(&hmm->kref);
66a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers = 0;
67c0b12405SJérôme Glisse 	hmm->mm = mm;
68c0b12405SJérôme Glisse 
6986a2d598SRalph Campbell 	hmm->mmu_notifier.ops = &hmm_mmu_notifier_ops;
708a9320b7SJason Gunthorpe 	if (__mmu_notifier_register(&hmm->mmu_notifier, mm)) {
7186a2d598SRalph Campbell 		kfree(hmm);
7286a2d598SRalph Campbell 		return NULL;
73133ff0eaSJérôme Glisse 	}
74133ff0eaSJérôme Glisse 
758a9320b7SJason Gunthorpe 	mmgrab(hmm->mm);
768a9320b7SJason Gunthorpe 
778a9320b7SJason Gunthorpe 	/*
788a9320b7SJason Gunthorpe 	 * We hold the exclusive mmap_sem here so we know that mm->hmm is
798a9320b7SJason Gunthorpe 	 * still NULL or 0 kref, and is safe to update.
808a9320b7SJason Gunthorpe 	 */
818a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&mm->page_table_lock);
828a9320b7SJason Gunthorpe 	mm->hmm = hmm;
838a9320b7SJason Gunthorpe 
848a9320b7SJason Gunthorpe out_unlock:
858a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&mm->page_table_lock);
868a9320b7SJason Gunthorpe 	return hmm;
878a9320b7SJason Gunthorpe }
888a9320b7SJason Gunthorpe 
896d7c3cdeSJason Gunthorpe static void hmm_free_rcu(struct rcu_head *rcu)
906d7c3cdeSJason Gunthorpe {
918a9320b7SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(rcu, struct hmm, rcu);
928a9320b7SJason Gunthorpe 
938a9320b7SJason Gunthorpe 	mmdrop(hmm->mm);
948a9320b7SJason Gunthorpe 	kfree(hmm);
956d7c3cdeSJason Gunthorpe }
966d7c3cdeSJason Gunthorpe 
97704f3f2cSJérôme Glisse static void hmm_free(struct kref *kref)
98704f3f2cSJérôme Glisse {
99704f3f2cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = container_of(kref, struct hmm, kref);
100704f3f2cSJérôme Glisse 
1018a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_lock(&hmm->mm->page_table_lock);
1028a9320b7SJason Gunthorpe 	if (hmm->mm->hmm == hmm)
1038a9320b7SJason Gunthorpe 		hmm->mm->hmm = NULL;
1048a9320b7SJason Gunthorpe 	spin_unlock(&hmm->mm->page_table_lock);
105704f3f2cSJérôme Glisse 
1068a9320b7SJason Gunthorpe 	mmu_notifier_unregister_no_release(&hmm->mmu_notifier, hmm->mm);
1076d7c3cdeSJason Gunthorpe 	mmu_notifier_call_srcu(&hmm->rcu, hmm_free_rcu);
108704f3f2cSJérôme Glisse }
109704f3f2cSJérôme Glisse 
110704f3f2cSJérôme Glisse static inline void hmm_put(struct hmm *hmm)
111704f3f2cSJérôme Glisse {
112704f3f2cSJérôme Glisse 	kref_put(&hmm->kref, hmm_free);
113704f3f2cSJérôme Glisse }
114704f3f2cSJérôme Glisse 
115a3e0d41cSJérôme Glisse static void hmm_release(struct mmu_notifier *mn, struct mm_struct *mm)
116c0b12405SJérôme Glisse {
1176d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
118c0b12405SJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
119da4c3c73SJérôme Glisse 
1206d7c3cdeSJason Gunthorpe 	/* Bail out if hmm is in the process of being freed */
1216d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1226d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
123da4c3c73SJérôme Glisse 
124e1401513SRalph Campbell 	/*
12547f24598SJason Gunthorpe 	 * Since hmm_range_register() holds the mmget() lock hmm_release() is
12647f24598SJason Gunthorpe 	 * prevented as long as a range exists.
127e1401513SRalph Campbell 	 */
12847f24598SJason Gunthorpe 	WARN_ON(!list_empty_careful(&hmm->ranges));
129704f3f2cSJérôme Glisse 
130a3e0d41cSJérôme Glisse 	down_read(&hmm->mirrors_sem);
131a3e0d41cSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
132e1401513SRalph Campbell 		/*
13314331726SJason Gunthorpe 		 * Note: The driver is not allowed to trigger
13414331726SJason Gunthorpe 		 * hmm_mirror_unregister() from this thread.
135e1401513SRalph Campbell 		 */
13614331726SJason Gunthorpe 		if (mirror->ops->release)
137e1401513SRalph Campbell 			mirror->ops->release(mirror);
138a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
139a3e0d41cSJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
140a3e0d41cSJérôme Glisse 
141704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
142c0b12405SJérôme Glisse }
143c0b12405SJérôme Glisse 
1445a136b4aSJason Gunthorpe static void notifiers_decrement(struct hmm *hmm)
145c0b12405SJérôme Glisse {
1465a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
147c0b12405SJérôme Glisse 
1485a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
149a3e0d41cSJérôme Glisse 	hmm->notifiers--;
150a3e0d41cSJérôme Glisse 	if (!hmm->notifiers) {
151a3e0d41cSJérôme Glisse 		struct hmm_range *range;
152a3e0d41cSJérôme Glisse 
153a3e0d41cSJérôme Glisse 		list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
154a3e0d41cSJérôme Glisse 			if (range->valid)
155a3e0d41cSJérôme Glisse 				continue;
156a3e0d41cSJérôme Glisse 			range->valid = true;
157a3e0d41cSJérôme Glisse 		}
158a3e0d41cSJérôme Glisse 		wake_up_all(&hmm->wq);
159a3e0d41cSJérôme Glisse 	}
1605a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
1615a136b4aSJason Gunthorpe }
162a3e0d41cSJérôme Glisse 
163133ff0eaSJérôme Glisse static int hmm_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
164133ff0eaSJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
165133ff0eaSJérôme Glisse {
1666d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
167133ff0eaSJérôme Glisse 	struct hmm_mirror *mirror;
168133ff0eaSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range;
1695a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
170133ff0eaSJérôme Glisse 	int ret = 0;
171133ff0eaSJérôme Glisse 
1726d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
1736d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return 0;
174133ff0eaSJérôme Glisse 
1755a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
176133ff0eaSJérôme Glisse 	hmm->notifiers++;
177133ff0eaSJérôme Glisse 	list_for_each_entry(range, &hmm->ranges, list) {
1781f961807SRalph Campbell 		if (nrange->end < range->start || nrange->start >= range->end)
179133ff0eaSJérôme Glisse 			continue;
180133ff0eaSJérôme Glisse 
181133ff0eaSJérôme Glisse 		range->valid = false;
182133ff0eaSJérôme Glisse 	}
1835a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
184c0b12405SJérôme Glisse 
185c0b12405SJérôme Glisse 	if (mmu_notifier_range_blockable(nrange))
186c0b12405SJérôme Glisse 		down_read(&hmm->mirrors_sem);
187c0b12405SJérôme Glisse 	else if (!down_read_trylock(&hmm->mirrors_sem)) {
188c0b12405SJérôme Glisse 		ret = -EAGAIN;
189c0b12405SJérôme Glisse 		goto out;
190c0b12405SJérôme Glisse 	}
191c0b12405SJérôme Glisse 
1925a136b4aSJason Gunthorpe 	list_for_each_entry(mirror, &hmm->mirrors, list) {
1935a136b4aSJason Gunthorpe 		int rc;
1945a136b4aSJason Gunthorpe 
1951f961807SRalph Campbell 		rc = mirror->ops->sync_cpu_device_pagetables(mirror, nrange);
1965a136b4aSJason Gunthorpe 		if (rc) {
1971f961807SRalph Campbell 			if (WARN_ON(mmu_notifier_range_blockable(nrange) ||
1981f961807SRalph Campbell 			    rc != -EAGAIN))
1995a136b4aSJason Gunthorpe 				continue;
2005a136b4aSJason Gunthorpe 			ret = -EAGAIN;
201085ea250SRalph Campbell 			break;
202c0b12405SJérôme Glisse 		}
2035a136b4aSJason Gunthorpe 	}
204c0b12405SJérôme Glisse 	up_read(&hmm->mirrors_sem);
205c0b12405SJérôme Glisse 
206c0b12405SJérôme Glisse out:
2075a136b4aSJason Gunthorpe 	if (ret)
2085a136b4aSJason Gunthorpe 		notifiers_decrement(hmm);
209c0b12405SJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
210c0b12405SJérôme Glisse 	return ret;
211c0b12405SJérôme Glisse }
212c0b12405SJérôme Glisse 
213c0b12405SJérôme Glisse static void hmm_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
214c0b12405SJérôme Glisse 			const struct mmu_notifier_range *nrange)
215c0b12405SJérôme Glisse {
2166d7c3cdeSJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = container_of(mn, struct hmm, mmu_notifier);
217c0b12405SJérôme Glisse 
2186d7c3cdeSJason Gunthorpe 	if (!kref_get_unless_zero(&hmm->kref))
2196d7c3cdeSJason Gunthorpe 		return;
220c0b12405SJérôme Glisse 
2215a136b4aSJason Gunthorpe 	notifiers_decrement(hmm);
222704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
223c0b12405SJérôme Glisse }
224c0b12405SJérôme Glisse 
225c0b12405SJérôme Glisse static const struct mmu_notifier_ops hmm_mmu_notifier_ops = {
226e1401513SRalph Campbell 	.release		= hmm_release,
227c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_start	= hmm_invalidate_range_start,
228c0b12405SJérôme Glisse 	.invalidate_range_end	= hmm_invalidate_range_end,
229c0b12405SJérôme Glisse };
230c0b12405SJérôme Glisse 
231c0b12405SJérôme Glisse /*
232c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_register() - register a mirror against an mm
233c0b12405SJérôme Glisse  *
234c0b12405SJérôme Glisse  * @mirror: new mirror struct to register
235c0b12405SJérôme Glisse  * @mm: mm to register against
236085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -ENOMEM if no memory, -EINVAL if invalid arguments
237c0b12405SJérôme Glisse  *
238c0b12405SJérôme Glisse  * To start mirroring a process address space, the device driver must register
239c0b12405SJérôme Glisse  * an HMM mirror struct.
240c0b12405SJérôme Glisse  */
241c0b12405SJérôme Glisse int hmm_mirror_register(struct hmm_mirror *mirror, struct mm_struct *mm)
242c0b12405SJérôme Glisse {
243fec88ab0SLinus Torvalds 	lockdep_assert_held_write(&mm->mmap_sem);
2448a1a0cd0SJason Gunthorpe 
245c0b12405SJérôme Glisse 	/* Sanity check */
246c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mm || !mirror || !mirror->ops)
247c0b12405SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
248c0b12405SJérôme Glisse 
249704f3f2cSJérôme Glisse 	mirror->hmm = hmm_get_or_create(mm);
250c0b12405SJérôme Glisse 	if (!mirror->hmm)
251c0b12405SJérôme Glisse 		return -ENOMEM;
252c0b12405SJérôme Glisse 
253c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
254c0b12405SJérôme Glisse 	list_add(&mirror->list, &mirror->hmm->mirrors);
255c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&mirror->hmm->mirrors_sem);
256c0b12405SJérôme Glisse 
257c0b12405SJérôme Glisse 	return 0;
258c0b12405SJérôme Glisse }
259c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_register);
260c0b12405SJérôme Glisse 
261c0b12405SJérôme Glisse /*
262c0b12405SJérôme Glisse  * hmm_mirror_unregister() - unregister a mirror
263c0b12405SJérôme Glisse  *
264085ea250SRalph Campbell  * @mirror: mirror struct to unregister
265c0b12405SJérôme Glisse  *
266c0b12405SJérôme Glisse  * Stop mirroring a process address space, and cleanup.
267c0b12405SJérôme Glisse  */
268c0b12405SJérôme Glisse void hmm_mirror_unregister(struct hmm_mirror *mirror)
269c0b12405SJérôme Glisse {
270187229c2SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
271c01cbba2SJérôme Glisse 
272c0b12405SJérôme Glisse 	down_write(&hmm->mirrors_sem);
27314331726SJason Gunthorpe 	list_del(&mirror->list);
274c0b12405SJérôme Glisse 	up_write(&hmm->mirrors_sem);
275704f3f2cSJérôme Glisse 	hmm_put(hmm);
276c0b12405SJérôme Glisse }
277c0b12405SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_mirror_unregister);
278da4c3c73SJérôme Glisse 
27974eee180SJérôme Glisse struct hmm_vma_walk {
28074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range	*range;
281992de9a8SJérôme Glisse 	struct dev_pagemap	*pgmap;
28274eee180SJérôme Glisse 	unsigned long		last;
2839a4903e4SChristoph Hellwig 	unsigned int		flags;
28474eee180SJérôme Glisse };
28574eee180SJérôme Glisse 
2862aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_do_fault(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
2872aee09d8SJérôme Glisse 			    bool write_fault, uint64_t *pfn)
28874eee180SJérôme Glisse {
2899b1ae605SKuehling, Felix 	unsigned int flags = FAULT_FLAG_REMOTE;
29074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
291f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
29274eee180SJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
29350a7ca3cSSouptick Joarder 	vm_fault_t ret;
29474eee180SJérôme Glisse 
2959a4903e4SChristoph Hellwig 	if (hmm_vma_walk->flags & HMM_FAULT_ALLOW_RETRY)
2969a4903e4SChristoph Hellwig 		flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
2979a4903e4SChristoph Hellwig 	if (write_fault)
2989a4903e4SChristoph Hellwig 		flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
2999a4903e4SChristoph Hellwig 
30050a7ca3cSSouptick Joarder 	ret = handle_mm_fault(vma, addr, flags);
301e709acccSJason Gunthorpe 	if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
302e709acccSJason Gunthorpe 		/* Note, handle_mm_fault did up_read(&mm->mmap_sem)) */
30373231612SJérôme Glisse 		return -EAGAIN;
304e709acccSJason Gunthorpe 	}
30550a7ca3cSSouptick Joarder 	if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
306f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
30774eee180SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
30874eee180SJérôme Glisse 	}
30974eee180SJérôme Glisse 
31073231612SJérôme Glisse 	return -EBUSY;
31174eee180SJérôme Glisse }
31274eee180SJérôme Glisse 
313da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_pfns_bad(unsigned long addr,
314da4c3c73SJérôme Glisse 			unsigned long end,
315da4c3c73SJérôme Glisse 			struct mm_walk *walk)
316da4c3c73SJérôme Glisse {
317c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
318c719547fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
319ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
320da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long i;
321da4c3c73SJérôme Glisse 
322da4c3c73SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
323da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++)
324f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_ERROR];
325da4c3c73SJérôme Glisse 
326da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
327da4c3c73SJérôme Glisse }
328da4c3c73SJérôme Glisse 
3295504ed29SJérôme Glisse /*
330d2e8d551SRalph Campbell  * hmm_vma_walk_hole_() - handle a range lacking valid pmd or pte(s)
331d2e8d551SRalph Campbell  * @addr: range virtual start address (inclusive)
3325504ed29SJérôme Glisse  * @end: range virtual end address (exclusive)
3332aee09d8SJérôme Glisse  * @fault: should we fault or not ?
3342aee09d8SJérôme Glisse  * @write_fault: write fault ?
3355504ed29SJérôme Glisse  * @walk: mm_walk structure
336085ea250SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EBUSY after page fault, or page fault error
3375504ed29SJérôme Glisse  *
3385504ed29SJérôme Glisse  * This function will be called whenever pmd_none() or pte_none() returns true,
3395504ed29SJérôme Glisse  * or whenever there is no page directory covering the virtual address range.
3405504ed29SJérôme Glisse  */
3412aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole_(unsigned long addr, unsigned long end,
3422aee09d8SJérôme Glisse 			      bool fault, bool write_fault,
343da4c3c73SJérôme Glisse 			      struct mm_walk *walk)
344da4c3c73SJérôme Glisse {
34574eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
34674eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
347ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
34863d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long i, page_size;
349da4c3c73SJérôme Glisse 
35074eee180SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
35163d5066fSJérôme Glisse 	page_size = hmm_range_page_size(range);
35263d5066fSJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> range->page_shift;
35363d5066fSJérôme Glisse 
35463d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += page_size, i++) {
355f88a1e90SJérôme Glisse 		pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
3562aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
35774eee180SJérôme Glisse 			int ret;
358da4c3c73SJérôme Glisse 
3592aee09d8SJérôme Glisse 			ret = hmm_vma_do_fault(walk, addr, write_fault,
3602aee09d8SJérôme Glisse 					       &pfns[i]);
36173231612SJérôme Glisse 			if (ret != -EBUSY)
36274eee180SJérôme Glisse 				return ret;
36374eee180SJérôme Glisse 		}
36474eee180SJérôme Glisse 	}
36574eee180SJérôme Glisse 
36673231612SJérôme Glisse 	return (fault || write_fault) ? -EBUSY : 0;
3672aee09d8SJérôme Glisse }
3682aee09d8SJérôme Glisse 
3692aee09d8SJérôme Glisse static inline void hmm_pte_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
3702aee09d8SJérôme Glisse 				      uint64_t pfns, uint64_t cpu_flags,
3712aee09d8SJérôme Glisse 				      bool *fault, bool *write_fault)
3722aee09d8SJérôme Glisse {
373f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
374f88a1e90SJérôme Glisse 
375*d45d464bSChristoph Hellwig 	if (hmm_vma_walk->flags & HMM_FAULT_SNAPSHOT)
3762aee09d8SJérôme Glisse 		return;
3772aee09d8SJérôme Glisse 
378023a019aSJérôme Glisse 	/*
379023a019aSJérôme Glisse 	 * So we not only consider the individual per page request we also
380023a019aSJérôme Glisse 	 * consider the default flags requested for the range. The API can
381d2e8d551SRalph Campbell 	 * be used 2 ways. The first one where the HMM user coalesces
382d2e8d551SRalph Campbell 	 * multiple page faults into one request and sets flags per pfn for
383d2e8d551SRalph Campbell 	 * those faults. The second one where the HMM user wants to pre-
384023a019aSJérôme Glisse 	 * fault a range with specific flags. For the latter one it is a
385023a019aSJérôme Glisse 	 * waste to have the user pre-fill the pfn arrays with a default
386023a019aSJérôme Glisse 	 * flags value.
387023a019aSJérôme Glisse 	 */
388023a019aSJérôme Glisse 	pfns = (pfns & range->pfn_flags_mask) | range->default_flags;
389023a019aSJérôme Glisse 
3902aee09d8SJérôme Glisse 	/* We aren't ask to do anything ... */
391f88a1e90SJérôme Glisse 	if (!(pfns & range->flags[HMM_PFN_VALID]))
3922aee09d8SJérôme Glisse 		return;
393d2e8d551SRalph Campbell 	/* If this is device memory then only fault if explicitly requested */
394f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE])) {
395f88a1e90SJérôme Glisse 		/* Do we fault on device memory ? */
396f88a1e90SJérôme Glisse 		if (pfns & range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE]) {
397f88a1e90SJérôme Glisse 			*write_fault = pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE];
398f88a1e90SJérôme Glisse 			*fault = true;
399f88a1e90SJérôme Glisse 		}
4002aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4012aee09d8SJérôme Glisse 	}
402f88a1e90SJérôme Glisse 
403f88a1e90SJérôme Glisse 	/* If CPU page table is not valid then we need to fault */
404f88a1e90SJérôme Glisse 	*fault = !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_VALID]);
405f88a1e90SJérôme Glisse 	/* Need to write fault ? */
406f88a1e90SJérôme Glisse 	if ((pfns & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) &&
407f88a1e90SJérôme Glisse 	    !(cpu_flags & range->flags[HMM_PFN_WRITE])) {
408f88a1e90SJérôme Glisse 		*write_fault = true;
4092aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = true;
4102aee09d8SJérôme Glisse 	}
4112aee09d8SJérôme Glisse }
4122aee09d8SJérôme Glisse 
4132aee09d8SJérôme Glisse static void hmm_range_need_fault(const struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk,
4142aee09d8SJérôme Glisse 				 const uint64_t *pfns, unsigned long npages,
4152aee09d8SJérôme Glisse 				 uint64_t cpu_flags, bool *fault,
4162aee09d8SJérôme Glisse 				 bool *write_fault)
4172aee09d8SJérôme Glisse {
4182aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i;
4192aee09d8SJérôme Glisse 
420*d45d464bSChristoph Hellwig 	if (hmm_vma_walk->flags & HMM_FAULT_SNAPSHOT) {
4212aee09d8SJérôme Glisse 		*fault = *write_fault = false;
4222aee09d8SJérôme Glisse 		return;
4232aee09d8SJérôme Glisse 	}
4242aee09d8SJérôme Glisse 
425a3e0d41cSJérôme Glisse 	*fault = *write_fault = false;
4262aee09d8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
4272aee09d8SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, pfns[i], cpu_flags,
4282aee09d8SJérôme Glisse 				   fault, write_fault);
429a3e0d41cSJérôme Glisse 		if ((*write_fault))
4302aee09d8SJérôme Glisse 			return;
4312aee09d8SJérôme Glisse 	}
4322aee09d8SJérôme Glisse }
4332aee09d8SJérôme Glisse 
4342aee09d8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hole(unsigned long addr, unsigned long end,
4352aee09d8SJérôme Glisse 			     struct mm_walk *walk)
4362aee09d8SJérôme Glisse {
4372aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
4382aee09d8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4392aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
4402aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
4412aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns;
4422aee09d8SJérôme Glisse 
4432aee09d8SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
4442aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
4452aee09d8SJérôme Glisse 	pfns = &range->pfns[i];
4462aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
4472aee09d8SJérôme Glisse 			     0, &fault, &write_fault);
4482aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
4492aee09d8SJérôme Glisse }
4502aee09d8SJérôme Glisse 
451f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pmd_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pmd_t pmd)
4522aee09d8SJérôme Glisse {
4532aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd))
4542aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
455f88a1e90SJérôme Glisse 	return pmd_write(pmd) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
456f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
457f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
458da4c3c73SJérôme Glisse }
459da4c3c73SJérôme Glisse 
460992de9a8SJérôme Glisse static inline uint64_t pud_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pud_t pud)
461992de9a8SJérôme Glisse {
462992de9a8SJérôme Glisse 	if (!pud_present(pud))
463992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
464992de9a8SJérôme Glisse 	return pud_write(pud) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
465992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
466992de9a8SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
467992de9a8SJérôme Glisse }
468992de9a8SJérôme Glisse 
46953f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pmd(struct mm_walk *walk,
47053f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long addr,
47153f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end,
47253f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfns,
47353f5c3f4SJérôme Glisse 			      pmd_t pmd)
47453f5c3f4SJérôme Glisse {
475992de9a8SJérôme Glisse #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
47653f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
477f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
4782aee09d8SJérôme Glisse 	unsigned long pfn, npages, i;
4792aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
480f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
48153f5c3f4SJérôme Glisse 
4822aee09d8SJérôme Glisse 	npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
483f88a1e90SJérôme Glisse 	cpu_flags = pmd_to_hmm_pfn_flags(range, pmd);
4842aee09d8SJérôme Glisse 	hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages, cpu_flags,
4852aee09d8SJérôme Glisse 			     &fault, &write_fault);
48653f5c3f4SJérôme Glisse 
4872aee09d8SJérôme Glisse 	if (pmd_protnone(pmd) || fault || write_fault)
4882aee09d8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
48953f5c3f4SJérôme Glisse 
49053f5c3f4SJérôme Glisse 	pfn = pmd_pfn(pmd) + pte_index(addr);
491992de9a8SJérôme Glisse 	for (i = 0; addr < end; addr += PAGE_SIZE, i++, pfn++) {
492992de9a8SJérôme Glisse 		if (pmd_devmap(pmd)) {
493992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
494992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
495992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
496992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
497992de9a8SJérôme Glisse 		}
498391aab11SJérôme Glisse 		pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) | cpu_flags;
499992de9a8SJérôme Glisse 	}
500992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
501992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
502992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
503992de9a8SJérôme Glisse 	}
50453f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
50553f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
506992de9a8SJérôme Glisse #else
507d2e8d551SRalph Campbell 	/* If THP is not enabled then we should never reach this code ! */
508992de9a8SJérôme Glisse 	return -EINVAL;
509992de9a8SJérôme Glisse #endif
51053f5c3f4SJérôme Glisse }
51153f5c3f4SJérôme Glisse 
512f88a1e90SJérôme Glisse static inline uint64_t pte_to_hmm_pfn_flags(struct hmm_range *range, pte_t pte)
5132aee09d8SJérôme Glisse {
514789c2af8SPhilip Yang 	if (pte_none(pte) || !pte_present(pte) || pte_protnone(pte))
5152aee09d8SJérôme Glisse 		return 0;
516f88a1e90SJérôme Glisse 	return pte_write(pte) ? range->flags[HMM_PFN_VALID] |
517f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] :
518f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_VALID];
5192aee09d8SJérôme Glisse }
5202aee09d8SJérôme Glisse 
52153f5c3f4SJérôme Glisse static int hmm_vma_handle_pte(struct mm_walk *walk, unsigned long addr,
52253f5c3f4SJérôme Glisse 			      unsigned long end, pmd_t *pmdp, pte_t *ptep,
52353f5c3f4SJérôme Glisse 			      uint64_t *pfn)
52453f5c3f4SJérôme Glisse {
52553f5c3f4SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
526f88a1e90SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
5272aee09d8SJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
5282aee09d8SJérôme Glisse 	uint64_t cpu_flags;
52953f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_t pte = *ptep;
530f88a1e90SJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn = *pfn;
53153f5c3f4SJérôme Glisse 
532f88a1e90SJérôme Glisse 	*pfn = range->values[HMM_PFN_NONE];
53373231612SJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
53453f5c3f4SJérôme Glisse 
53553f5c3f4SJérôme Glisse 	if (pte_none(pte)) {
53673231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, 0,
53773231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
5382aee09d8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
53953f5c3f4SJérôme Glisse 			goto fault;
54053f5c3f4SJérôme Glisse 		return 0;
54153f5c3f4SJérôme Glisse 	}
54253f5c3f4SJérôme Glisse 
54353f5c3f4SJérôme Glisse 	if (!pte_present(pte)) {
54453f5c3f4SJérôme Glisse 		swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(pte);
54553f5c3f4SJérôme Glisse 
54653f5c3f4SJérôme Glisse 		if (!non_swap_entry(entry)) {
5472aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
54853f5c3f4SJérôme Glisse 				goto fault;
54953f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
55053f5c3f4SJérôme Glisse 		}
55153f5c3f4SJérôme Glisse 
55253f5c3f4SJérôme Glisse 		/*
55353f5c3f4SJérôme Glisse 		 * This is a special swap entry, ignore migration, use
55453f5c3f4SJérôme Glisse 		 * device and report anything else as error.
55553f5c3f4SJérôme Glisse 		 */
55653f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_device_private_entry(entry)) {
557f88a1e90SJérôme Glisse 			cpu_flags = range->flags[HMM_PFN_VALID] |
558f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_DEVICE_PRIVATE];
5592aee09d8SJérôme Glisse 			cpu_flags |= is_write_device_private_entry(entry) ?
560f88a1e90SJérôme Glisse 				range->flags[HMM_PFN_WRITE] : 0;
561f88a1e90SJérôme Glisse 			hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
562f88a1e90SJérôme Glisse 					   &fault, &write_fault);
563f88a1e90SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault)
564f88a1e90SJérôme Glisse 				goto fault;
565391aab11SJérôme Glisse 			*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range,
566391aab11SJérôme Glisse 					    swp_offset(entry));
567f88a1e90SJérôme Glisse 			*pfn |= cpu_flags;
56853f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
56953f5c3f4SJérôme Glisse 		}
57053f5c3f4SJérôme Glisse 
57153f5c3f4SJérôme Glisse 		if (is_migration_entry(entry)) {
5722aee09d8SJérôme Glisse 			if (fault || write_fault) {
57353f5c3f4SJérôme Glisse 				pte_unmap(ptep);
57453f5c3f4SJérôme Glisse 				hmm_vma_walk->last = addr;
575d2e8d551SRalph Campbell 				migration_entry_wait(walk->mm, pmdp, addr);
57673231612SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
57753f5c3f4SJérôme Glisse 			}
57853f5c3f4SJérôme Glisse 			return 0;
57953f5c3f4SJérôme Glisse 		}
58053f5c3f4SJérôme Glisse 
58153f5c3f4SJérôme Glisse 		/* Report error for everything else */
582f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_ERROR];
58353f5c3f4SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
58473231612SJérôme Glisse 	} else {
58573231612SJérôme Glisse 		cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, pte);
58673231612SJérôme Glisse 		hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
58773231612SJérôme Glisse 				   &fault, &write_fault);
58853f5c3f4SJérôme Glisse 	}
58953f5c3f4SJérôme Glisse 
5902aee09d8SJérôme Glisse 	if (fault || write_fault)
59153f5c3f4SJérôme Glisse 		goto fault;
59253f5c3f4SJérôme Glisse 
593992de9a8SJérôme Glisse 	if (pte_devmap(pte)) {
594992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte),
595992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
596992de9a8SJérôme Glisse 		if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
597992de9a8SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
598992de9a8SJérôme Glisse 	} else if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL) && pte_special(pte)) {
599992de9a8SJérôme Glisse 		*pfn = range->values[HMM_PFN_SPECIAL];
600992de9a8SJérôme Glisse 		return -EFAULT;
601992de9a8SJérôme Glisse 	}
602992de9a8SJérôme Glisse 
603391aab11SJérôme Glisse 	*pfn = hmm_device_entry_from_pfn(range, pte_pfn(pte)) | cpu_flags;
60453f5c3f4SJérôme Glisse 	return 0;
60553f5c3f4SJérôme Glisse 
60653f5c3f4SJérôme Glisse fault:
607992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
608992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
609992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
610992de9a8SJérôme Glisse 	}
61153f5c3f4SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep);
61253f5c3f4SJérôme Glisse 	/* Fault any virtual address we were asked to fault */
6132aee09d8SJérôme Glisse 	return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
61453f5c3f4SJérôme Glisse }
61553f5c3f4SJérôme Glisse 
616da4c3c73SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pmd(pmd_t *pmdp,
617da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
618da4c3c73SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
619da4c3c73SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
620da4c3c73SJérôme Glisse {
62174eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
62274eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
623ff05c0c6SJérôme Glisse 	uint64_t *pfns = range->pfns;
624da4c3c73SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i;
625da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_t *ptep;
626da4c3c73SJérôme Glisse 	pmd_t pmd;
627da4c3c73SJérôme Glisse 
628d08faca0SJérôme Glisse again:
629d08faca0SJérôme Glisse 	pmd = READ_ONCE(*pmdp);
630d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_none(pmd))
631d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
632d08faca0SJérôme Glisse 
633d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_huge(pmd) && (range->vma->vm_flags & VM_HUGETLB))
634d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
635d08faca0SJérôme Glisse 
636d08faca0SJérôme Glisse 	if (thp_migration_supported() && is_pmd_migration_entry(pmd)) {
637d08faca0SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
638d08faca0SJérôme Glisse 		unsigned long npages;
639d08faca0SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns;
640d08faca0SJérôme Glisse 
641d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
642d08faca0SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
643d08faca0SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
644d08faca0SJérôme Glisse 
645d08faca0SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
646d08faca0SJérôme Glisse 				     0, &fault, &write_fault);
647d08faca0SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault) {
648d08faca0SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
649d2e8d551SRalph Campbell 			pmd_migration_entry_wait(walk->mm, pmdp);
65073231612SJérôme Glisse 			return -EBUSY;
651d08faca0SJérôme Glisse 		}
652d08faca0SJérôme Glisse 		return 0;
653d08faca0SJérôme Glisse 	} else if (!pmd_present(pmd))
654d08faca0SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
655d08faca0SJérôme Glisse 
656d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_devmap(pmd) || pmd_trans_huge(pmd)) {
657da4c3c73SJérôme Glisse 		/*
658d2e8d551SRalph Campbell 		 * No need to take pmd_lock here, even if some other thread
659da4c3c73SJérôme Glisse 		 * is splitting the huge pmd we will get that event through
660da4c3c73SJérôme Glisse 		 * mmu_notifier callback.
661da4c3c73SJérôme Glisse 		 *
662d2e8d551SRalph Campbell 		 * So just read pmd value and check again it's a transparent
663da4c3c73SJérôme Glisse 		 * huge or device mapping one and compute corresponding pfn
664da4c3c73SJérôme Glisse 		 * values.
665da4c3c73SJérôme Glisse 		 */
666da4c3c73SJérôme Glisse 		pmd = pmd_read_atomic(pmdp);
667da4c3c73SJérôme Glisse 		barrier();
668da4c3c73SJérôme Glisse 		if (!pmd_devmap(pmd) && !pmd_trans_huge(pmd))
669da4c3c73SJérôme Glisse 			goto again;
670da4c3c73SJérôme Glisse 
671d08faca0SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
67253f5c3f4SJérôme Glisse 		return hmm_vma_handle_pmd(walk, addr, end, &pfns[i], pmd);
673da4c3c73SJérôme Glisse 	}
674da4c3c73SJérôme Glisse 
675d08faca0SJérôme Glisse 	/*
676d2e8d551SRalph Campbell 	 * We have handled all the valid cases above ie either none, migration,
677d08faca0SJérôme Glisse 	 * huge or transparent huge. At this point either it is a valid pmd
678d08faca0SJérôme Glisse 	 * entry pointing to pte directory or it is a bad pmd that will not
679d08faca0SJérôme Glisse 	 * recover.
680d08faca0SJérôme Glisse 	 */
681d08faca0SJérôme Glisse 	if (pmd_bad(pmd))
682da4c3c73SJérôme Glisse 		return hmm_pfns_bad(start, end, walk);
683da4c3c73SJérôme Glisse 
684da4c3c73SJérôme Glisse 	ptep = pte_offset_map(pmdp, addr);
685d08faca0SJérôme Glisse 	i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
686da4c3c73SJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++, i++) {
68753f5c3f4SJérôme Glisse 		int r;
688da4c3c73SJérôme Glisse 
68953f5c3f4SJérôme Glisse 		r = hmm_vma_handle_pte(walk, addr, end, pmdp, ptep, &pfns[i]);
69053f5c3f4SJérôme Glisse 		if (r) {
69153f5c3f4SJérôme Glisse 			/* hmm_vma_handle_pte() did unmap pte directory */
69274eee180SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->last = addr;
69353f5c3f4SJérôme Glisse 			return r;
69474eee180SJérôme Glisse 		}
695da4c3c73SJérôme Glisse 	}
696992de9a8SJérôme Glisse 	if (hmm_vma_walk->pgmap) {
697992de9a8SJérôme Glisse 		/*
698992de9a8SJérôme Glisse 		 * We do put_dev_pagemap() here and not in hmm_vma_handle_pte()
699992de9a8SJérôme Glisse 		 * so that we can leverage get_dev_pagemap() optimization which
700992de9a8SJérôme Glisse 		 * will not re-take a reference on a pgmap if we already have
701992de9a8SJérôme Glisse 		 * one.
702992de9a8SJérôme Glisse 		 */
703992de9a8SJérôme Glisse 		put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
704992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
705992de9a8SJérôme Glisse 	}
706da4c3c73SJérôme Glisse 	pte_unmap(ptep - 1);
707da4c3c73SJérôme Glisse 
70853f5c3f4SJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = addr;
709da4c3c73SJérôme Glisse 	return 0;
710da4c3c73SJérôme Glisse }
711da4c3c73SJérôme Glisse 
712992de9a8SJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_pud(pud_t *pudp,
713992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long start,
714992de9a8SJérôme Glisse 			    unsigned long end,
715992de9a8SJérôme Glisse 			    struct mm_walk *walk)
716992de9a8SJérôme Glisse {
717992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
718992de9a8SJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
719992de9a8SJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, next;
720992de9a8SJérôme Glisse 	pmd_t *pmdp;
721992de9a8SJérôme Glisse 	pud_t pud;
722992de9a8SJérôme Glisse 	int ret;
723992de9a8SJérôme Glisse 
724992de9a8SJérôme Glisse again:
725992de9a8SJérôme Glisse 	pud = READ_ONCE(*pudp);
726992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(pud))
727992de9a8SJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
728992de9a8SJérôme Glisse 
729992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_huge(pud) && pud_devmap(pud)) {
730992de9a8SJérôme Glisse 		unsigned long i, npages, pfn;
731992de9a8SJérôme Glisse 		uint64_t *pfns, cpu_flags;
732992de9a8SJérôme Glisse 		bool fault, write_fault;
733992de9a8SJérôme Glisse 
734992de9a8SJérôme Glisse 		if (!pud_present(pud))
735992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole(start, end, walk);
736992de9a8SJérôme Glisse 
737992de9a8SJérôme Glisse 		i = (addr - range->start) >> PAGE_SHIFT;
738992de9a8SJérôme Glisse 		npages = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
739992de9a8SJérôme Glisse 		pfns = &range->pfns[i];
740992de9a8SJérôme Glisse 
741992de9a8SJérôme Glisse 		cpu_flags = pud_to_hmm_pfn_flags(range, pud);
742992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_range_need_fault(hmm_vma_walk, pfns, npages,
743992de9a8SJérôme Glisse 				     cpu_flags, &fault, &write_fault);
744992de9a8SJérôme Glisse 		if (fault || write_fault)
745992de9a8SJérôme Glisse 			return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault,
746992de9a8SJérôme Glisse 						write_fault, walk);
747992de9a8SJérôme Glisse 
748992de9a8SJérôme Glisse 		pfn = pud_pfn(pud) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
749992de9a8SJérôme Glisse 		for (i = 0; i < npages; ++i, ++pfn) {
750992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = get_dev_pagemap(pfn,
751992de9a8SJérôme Glisse 					      hmm_vma_walk->pgmap);
752992de9a8SJérôme Glisse 			if (unlikely(!hmm_vma_walk->pgmap))
753992de9a8SJérôme Glisse 				return -EBUSY;
754391aab11SJérôme Glisse 			pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
755391aab11SJérôme Glisse 				  cpu_flags;
756992de9a8SJérôme Glisse 		}
757992de9a8SJérôme Glisse 		if (hmm_vma_walk->pgmap) {
758992de9a8SJérôme Glisse 			put_dev_pagemap(hmm_vma_walk->pgmap);
759992de9a8SJérôme Glisse 			hmm_vma_walk->pgmap = NULL;
760992de9a8SJérôme Glisse 		}
761992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk->last = end;
762992de9a8SJérôme Glisse 		return 0;
763992de9a8SJérôme Glisse 	}
764992de9a8SJérôme Glisse 
765992de9a8SJérôme Glisse 	split_huge_pud(walk->vma, pudp, addr);
766992de9a8SJérôme Glisse 	if (pud_none(*pudp))
767992de9a8SJérôme Glisse 		goto again;
768992de9a8SJérôme Glisse 
769992de9a8SJérôme Glisse 	pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
770992de9a8SJérôme Glisse 	do {
771992de9a8SJérôme Glisse 		next = pmd_addr_end(addr, end);
772992de9a8SJérôme Glisse 		ret = hmm_vma_walk_pmd(pmdp, addr, next, walk);
773992de9a8SJérôme Glisse 		if (ret)
774992de9a8SJérôme Glisse 			return ret;
775992de9a8SJérôme Glisse 	} while (pmdp++, addr = next, addr != end);
776992de9a8SJérôme Glisse 
777992de9a8SJérôme Glisse 	return 0;
778992de9a8SJérôme Glisse }
779992de9a8SJérôme Glisse 
78063d5066fSJérôme Glisse static int hmm_vma_walk_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
78163d5066fSJérôme Glisse 				      unsigned long start, unsigned long end,
78263d5066fSJérôme Glisse 				      struct mm_walk *walk)
78363d5066fSJérôme Glisse {
78463d5066fSJérôme Glisse #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
78563d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long addr = start, i, pfn, mask, size, pfn_inc;
78663d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk *hmm_vma_walk = walk->private;
78763d5066fSJérôme Glisse 	struct hmm_range *range = hmm_vma_walk->range;
78863d5066fSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
78963d5066fSJérôme Glisse 	struct hstate *h = hstate_vma(vma);
79063d5066fSJérôme Glisse 	uint64_t orig_pfn, cpu_flags;
79163d5066fSJérôme Glisse 	bool fault, write_fault;
79263d5066fSJérôme Glisse 	spinlock_t *ptl;
79363d5066fSJérôme Glisse 	pte_t entry;
79463d5066fSJérôme Glisse 	int ret = 0;
79563d5066fSJérôme Glisse 
796d2e8d551SRalph Campbell 	size = huge_page_size(h);
79763d5066fSJérôme Glisse 	mask = size - 1;
79863d5066fSJérôme Glisse 	if (range->page_shift != PAGE_SHIFT) {
799d2e8d551SRalph Campbell 		/* Make sure we are looking at a full page. */
80063d5066fSJérôme Glisse 		if (start & mask)
80163d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
80263d5066fSJérôme Glisse 		if (end < (start + size))
80363d5066fSJérôme Glisse 			return -EINVAL;
80463d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = size >> PAGE_SHIFT;
80563d5066fSJérôme Glisse 	} else {
80663d5066fSJérôme Glisse 		pfn_inc = 1;
80763d5066fSJérôme Glisse 		size = PAGE_SIZE;
80863d5066fSJérôme Glisse 	}
80963d5066fSJérôme Glisse 
810d2e8d551SRalph Campbell 	ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(vma), walk->mm, pte);
81163d5066fSJérôme Glisse 	entry = huge_ptep_get(pte);
81263d5066fSJérôme Glisse 
81363d5066fSJérôme Glisse 	i = (start - range->start) >> range->page_shift;
81463d5066fSJérôme Glisse 	orig_pfn = range->pfns[i];
81563d5066fSJérôme Glisse 	range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
81663d5066fSJérôme Glisse 	cpu_flags = pte_to_hmm_pfn_flags(range, entry);
81763d5066fSJérôme Glisse 	fault = write_fault = false;
81863d5066fSJérôme Glisse 	hmm_pte_need_fault(hmm_vma_walk, orig_pfn, cpu_flags,
81963d5066fSJérôme Glisse 			   &fault, &write_fault);
82063d5066fSJérôme Glisse 	if (fault || write_fault) {
82163d5066fSJérôme Glisse 		ret = -ENOENT;
82263d5066fSJérôme Glisse 		goto unlock;
82363d5066fSJérôme Glisse 	}
82463d5066fSJérôme Glisse 
82563d5066fSJérôme Glisse 	pfn = pte_pfn(entry) + ((start & mask) >> range->page_shift);
82663d5066fSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += size, i++, pfn += pfn_inc)
827391aab11SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = hmm_device_entry_from_pfn(range, pfn) |
828391aab11SJérôme Glisse 				 cpu_flags;
82963d5066fSJérôme Glisse 	hmm_vma_walk->last = end;
83063d5066fSJérôme Glisse 
83163d5066fSJérôme Glisse unlock:
83263d5066fSJérôme Glisse 	spin_unlock(ptl);
83363d5066fSJérôme Glisse 
83463d5066fSJérôme Glisse 	if (ret == -ENOENT)
83563d5066fSJérôme Glisse 		return hmm_vma_walk_hole_(addr, end, fault, write_fault, walk);
83663d5066fSJérôme Glisse 
83763d5066fSJérôme Glisse 	return ret;
83863d5066fSJérôme Glisse #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
83963d5066fSJérôme Glisse 	return -EINVAL;
84063d5066fSJérôme Glisse #endif
84163d5066fSJérôme Glisse }
84263d5066fSJérôme Glisse 
843f88a1e90SJérôme Glisse static void hmm_pfns_clear(struct hmm_range *range,
844f88a1e90SJérôme Glisse 			   uint64_t *pfns,
84533cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long addr,
84633cd47dcSJérôme Glisse 			   unsigned long end)
84733cd47dcSJérôme Glisse {
84833cd47dcSJérôme Glisse 	for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, pfns++)
849f88a1e90SJérôme Glisse 		*pfns = range->values[HMM_PFN_NONE];
85033cd47dcSJérôme Glisse }
85133cd47dcSJérôme Glisse 
852da4c3c73SJérôme Glisse /*
853a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register() - start tracking change to CPU page table over a range
854a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
855a3e0d41cSJérôme Glisse  * @mm: the mm struct for the range of virtual address
856a3e0d41cSJérôme Glisse  * @start: start virtual address (inclusive)
857a3e0d41cSJérôme Glisse  * @end: end virtual address (exclusive)
85863d5066fSJérôme Glisse  * @page_shift: expect page shift for the range
859d2e8d551SRalph Campbell  * Return: 0 on success, -EFAULT if the address space is no longer valid
860a3e0d41cSJérôme Glisse  *
861a3e0d41cSJérôme Glisse  * Track updates to the CPU page table see include/linux/hmm.h
862a3e0d41cSJérôme Glisse  */
863a3e0d41cSJérôme Glisse int hmm_range_register(struct hmm_range *range,
864e36acfe6SJason Gunthorpe 		       struct hmm_mirror *mirror,
865a3e0d41cSJérôme Glisse 		       unsigned long start,
86663d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned long end,
86763d5066fSJérôme Glisse 		       unsigned page_shift)
868a3e0d41cSJérôme Glisse {
86963d5066fSJérôme Glisse 	unsigned long mask = ((1UL << page_shift) - 1UL);
870e36acfe6SJason Gunthorpe 	struct hmm *hmm = mirror->hmm;
8715a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
87263d5066fSJérôme Glisse 
873a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
874a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->hmm = NULL;
875a3e0d41cSJérôme Glisse 
87663d5066fSJérôme Glisse 	if ((start & mask) || (end & mask))
87763d5066fSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
87863d5066fSJérôme Glisse 	if (start >= end)
879a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EINVAL;
880a3e0d41cSJérôme Glisse 
88163d5066fSJérôme Glisse 	range->page_shift = page_shift;
882a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->start = start;
883a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->end = end;
884a3e0d41cSJérôme Glisse 
88547f24598SJason Gunthorpe 	/* Prevent hmm_release() from running while the range is valid */
88647f24598SJason Gunthorpe 	if (!mmget_not_zero(hmm->mm))
887a3e0d41cSJérôme Glisse 		return -EFAULT;
888a3e0d41cSJérôme Glisse 
889085ea250SRalph Campbell 	/* Initialize range to track CPU page table updates. */
8905a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
891a3e0d41cSJérôme Glisse 
892085ea250SRalph Campbell 	range->hmm = hmm;
893e36acfe6SJason Gunthorpe 	kref_get(&hmm->kref);
894157816f3SJason Gunthorpe 	list_add(&range->list, &hmm->ranges);
895a3e0d41cSJérôme Glisse 
896a3e0d41cSJérôme Glisse 	/*
897a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * If there are any concurrent notifiers we have to wait for them for
898a3e0d41cSJérôme Glisse 	 * the range to be valid (see hmm_range_wait_until_valid()).
899a3e0d41cSJérôme Glisse 	 */
900085ea250SRalph Campbell 	if (!hmm->notifiers)
901a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->valid = true;
9025a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
903a3e0d41cSJérôme Glisse 
904a3e0d41cSJérôme Glisse 	return 0;
905a3e0d41cSJérôme Glisse }
906a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_register);
907a3e0d41cSJérôme Glisse 
908a3e0d41cSJérôme Glisse /*
909a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_unregister() - stop tracking change to CPU page table over a range
910a3e0d41cSJérôme Glisse  * @range: range
911a3e0d41cSJérôme Glisse  *
912a3e0d41cSJérôme Glisse  * Range struct is used to track updates to the CPU page table after a call to
913a3e0d41cSJérôme Glisse  * hmm_range_register(). See include/linux/hmm.h for how to use it.
914a3e0d41cSJérôme Glisse  */
915a3e0d41cSJérôme Glisse void hmm_range_unregister(struct hmm_range *range)
916a3e0d41cSJérôme Glisse {
917085ea250SRalph Campbell 	struct hmm *hmm = range->hmm;
9185a136b4aSJason Gunthorpe 	unsigned long flags;
919a3e0d41cSJérôme Glisse 
9205a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_lock_irqsave(&hmm->ranges_lock, flags);
92147f24598SJason Gunthorpe 	list_del_init(&range->list);
9225a136b4aSJason Gunthorpe 	spin_unlock_irqrestore(&hmm->ranges_lock, flags);
923a3e0d41cSJérôme Glisse 
924a3e0d41cSJérôme Glisse 	/* Drop reference taken by hmm_range_register() */
92547f24598SJason Gunthorpe 	mmput(hmm->mm);
926085ea250SRalph Campbell 	hmm_put(hmm);
9272dcc3eb8SJason Gunthorpe 
9282dcc3eb8SJason Gunthorpe 	/*
9292dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * The range is now invalid and the ref on the hmm is dropped, so
9302dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * poison the pointer.  Leave other fields in place, for the caller's
9312dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 * use.
9322dcc3eb8SJason Gunthorpe 	 */
933a3e0d41cSJérôme Glisse 	range->valid = false;
9342dcc3eb8SJason Gunthorpe 	memset(&range->hmm, POISON_INUSE, sizeof(range->hmm));
935a3e0d41cSJérôme Glisse }
936a3e0d41cSJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_unregister);
937a3e0d41cSJérôme Glisse 
9389a4903e4SChristoph Hellwig /**
9399a4903e4SChristoph Hellwig  * hmm_range_fault - try to fault some address in a virtual address range
94008232a45SJérôme Glisse  * @range:	range being faulted
9419a4903e4SChristoph Hellwig  * @flags:	HMM_FAULT_* flags
94273231612SJérôme Glisse  *
9439a4903e4SChristoph Hellwig  * Return: the number of valid pages in range->pfns[] (from range start
9449a4903e4SChristoph Hellwig  * address), which may be zero.  On error one of the following status codes
9459a4903e4SChristoph Hellwig  * can be returned:
9469a4903e4SChristoph Hellwig  *
9479a4903e4SChristoph Hellwig  * -EINVAL:	Invalid arguments or mm or virtual address is in an invalid vma
9489a4903e4SChristoph Hellwig  *		(e.g., device file vma).
94973231612SJérôme Glisse  * -ENOMEM:	Out of memory.
9509a4903e4SChristoph Hellwig  * -EPERM:	Invalid permission (e.g., asking for write and range is read
9519a4903e4SChristoph Hellwig  *		only).
9529a4903e4SChristoph Hellwig  * -EAGAIN:	A page fault needs to be retried and mmap_sem was dropped.
9539a4903e4SChristoph Hellwig  * -EBUSY:	The range has been invalidated and the caller needs to wait for
9549a4903e4SChristoph Hellwig  *		the invalidation to finish.
9559a4903e4SChristoph Hellwig  * -EFAULT:	Invalid (i.e., either no valid vma or it is illegal to access
9569a4903e4SChristoph Hellwig  *		that range) number of valid pages in range->pfns[] (from
95773231612SJérôme Glisse  *              range start address).
95874eee180SJérôme Glisse  *
95974eee180SJérôme Glisse  * This is similar to a regular CPU page fault except that it will not trigger
96073231612SJérôme Glisse  * any memory migration if the memory being faulted is not accessible by CPUs
96173231612SJérôme Glisse  * and caller does not ask for migration.
96274eee180SJérôme Glisse  *
963ff05c0c6SJérôme Glisse  * On error, for one virtual address in the range, the function will mark the
964ff05c0c6SJérôme Glisse  * corresponding HMM pfn entry with an error flag.
96574eee180SJérôme Glisse  */
9669a4903e4SChristoph Hellwig long hmm_range_fault(struct hmm_range *range, unsigned int flags)
96774eee180SJérôme Glisse {
96863d5066fSJérôme Glisse 	const unsigned long device_vma = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_MIXEDMAP;
969a3e0d41cSJérôme Glisse 	unsigned long start = range->start, end;
97074eee180SJérôme Glisse 	struct hmm_vma_walk hmm_vma_walk;
971a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct hmm *hmm = range->hmm;
972a3e0d41cSJérôme Glisse 	struct vm_area_struct *vma;
97374eee180SJérôme Glisse 	struct mm_walk mm_walk;
97474eee180SJérôme Glisse 	int ret;
97574eee180SJérôme Glisse 
97647f24598SJason Gunthorpe 	lockdep_assert_held(&hmm->mm->mmap_sem);
977a3e0d41cSJérôme Glisse 
978a3e0d41cSJérôme Glisse 	do {
979a3e0d41cSJérôme Glisse 		/* If range is no longer valid force retry. */
9802bcbeaefSChristoph Hellwig 		if (!range->valid)
9812bcbeaefSChristoph Hellwig 			return -EBUSY;
98274eee180SJérôme Glisse 
983a3e0d41cSJérôme Glisse 		vma = find_vma(hmm->mm, start);
98463d5066fSJérôme Glisse 		if (vma == NULL || (vma->vm_flags & device_vma))
985a3e0d41cSJérôme Glisse 			return -EFAULT;
986a3e0d41cSJérôme Glisse 
98763d5066fSJérôme Glisse 		if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
98863d5066fSJérôme Glisse 			if (huge_page_shift(hstate_vma(vma)) !=
98963d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift &&
99063d5066fSJérôme Glisse 			    range->page_shift != PAGE_SHIFT)
99163d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
99263d5066fSJérôme Glisse 		} else {
99363d5066fSJérôme Glisse 			if (range->page_shift != PAGE_SHIFT)
99463d5066fSJérôme Glisse 				return -EINVAL;
99563d5066fSJérôme Glisse 		}
99663d5066fSJérôme Glisse 
99786586a41SJérôme Glisse 		if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
99886586a41SJérôme Glisse 			/*
999a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * If vma do not allow read access, then assume that it
1000a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * does not allow write access, either. HMM does not
1001a3e0d41cSJérôme Glisse 			 * support architecture that allow write without read.
100286586a41SJérôme Glisse 			 */
1003a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, range->pfns,
1004a3e0d41cSJérôme Glisse 				range->start, range->end);
100586586a41SJérôme Glisse 			return -EPERM;
100686586a41SJérôme Glisse 		}
100774eee180SJérôme Glisse 
1008a3e0d41cSJérôme Glisse 		range->vma = vma;
1009992de9a8SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.pgmap = NULL;
1010a3e0d41cSJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.last = start;
10119a4903e4SChristoph Hellwig 		hmm_vma_walk.flags = flags;
101274eee180SJérôme Glisse 		hmm_vma_walk.range = range;
101374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.private = &hmm_vma_walk;
1014a3e0d41cSJérôme Glisse 		end = min(range->end, vma->vm_end);
101574eee180SJérôme Glisse 
101674eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.vma = vma;
101774eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.mm = vma->vm_mm;
101874eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_entry = NULL;
101974eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.test_walk = NULL;
102074eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = NULL;
1021992de9a8SJérôme Glisse 		mm_walk.pud_entry = hmm_vma_walk_pud;
102274eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pmd_entry = hmm_vma_walk_pmd;
102374eee180SJérôme Glisse 		mm_walk.pte_hole = hmm_vma_walk_hole;
102463d5066fSJérôme Glisse 		mm_walk.hugetlb_entry = hmm_vma_walk_hugetlb_entry;
102574eee180SJérôme Glisse 
102674eee180SJérôme Glisse 		do {
1027a3e0d41cSJérôme Glisse 			ret = walk_page_range(start, end, &mm_walk);
102874eee180SJérôme Glisse 			start = hmm_vma_walk.last;
1029a3e0d41cSJérôme Glisse 
103073231612SJérôme Glisse 			/* Keep trying while the range is valid. */
103173231612SJérôme Glisse 		} while (ret == -EBUSY && range->valid);
103274eee180SJérôme Glisse 
103374eee180SJérôme Glisse 		if (ret) {
103474eee180SJérôme Glisse 			unsigned long i;
103574eee180SJérôme Glisse 
103674eee180SJérôme Glisse 			i = (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
1037a3e0d41cSJérôme Glisse 			hmm_pfns_clear(range, &range->pfns[i],
1038a3e0d41cSJérôme Glisse 				hmm_vma_walk.last, range->end);
103973231612SJérôme Glisse 			return ret;
104074eee180SJérôme Glisse 		}
1041a3e0d41cSJérôme Glisse 		start = end;
1042a3e0d41cSJérôme Glisse 
1043a3e0d41cSJérôme Glisse 	} while (start < range->end);
1044704f3f2cSJérôme Glisse 
104573231612SJérôme Glisse 	return (hmm_vma_walk.last - range->start) >> PAGE_SHIFT;
104674eee180SJérôme Glisse }
104773231612SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_fault);
104855c0ece8SJérôme Glisse 
104955c0ece8SJérôme Glisse /**
10509a4903e4SChristoph Hellwig  * hmm_range_dma_map - hmm_range_fault() and dma map page all in one.
105155c0ece8SJérôme Glisse  * @range:	range being faulted
10529a4903e4SChristoph Hellwig  * @device:	device to map page to
10539a4903e4SChristoph Hellwig  * @daddrs:	array of dma addresses for the mapped pages
10549a4903e4SChristoph Hellwig  * @flags:	HMM_FAULT_*
105555c0ece8SJérôme Glisse  *
10569a4903e4SChristoph Hellwig  * Return: the number of pages mapped on success (including zero), or any
10579a4903e4SChristoph Hellwig  * status return from hmm_range_fault() otherwise.
105855c0ece8SJérôme Glisse  */
10599a4903e4SChristoph Hellwig long hmm_range_dma_map(struct hmm_range *range, struct device *device,
10609a4903e4SChristoph Hellwig 		dma_addr_t *daddrs, unsigned int flags)
106155c0ece8SJérôme Glisse {
106255c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages, mapped;
106355c0ece8SJérôme Glisse 	long ret;
106455c0ece8SJérôme Glisse 
10659a4903e4SChristoph Hellwig 	ret = hmm_range_fault(range, flags);
106655c0ece8SJérôme Glisse 	if (ret <= 0)
106755c0ece8SJérôme Glisse 		return ret ? ret : -EBUSY;
106855c0ece8SJérôme Glisse 
106955c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
107055c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0, mapped = 0; i < npages; ++i) {
107155c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
107255c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
107355c0ece8SJérôme Glisse 
107455c0ece8SJérôme Glisse 		/*
107555c0ece8SJérôme Glisse 		 * FIXME need to update DMA API to provide invalid DMA address
107655c0ece8SJérôme Glisse 		 * value instead of a function to test dma address value. This
107755c0ece8SJérôme Glisse 		 * would remove lot of dumb code duplicated accross many arch.
107855c0ece8SJérôme Glisse 		 *
107955c0ece8SJérôme Glisse 		 * For now setting it to 0 here is good enough as the pfns[]
108055c0ece8SJérôme Glisse 		 * value is what is use to check what is valid and what isn't.
108155c0ece8SJérôme Glisse 		 */
108255c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
108355c0ece8SJérôme Glisse 
1084391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
108555c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
108655c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
108755c0ece8SJérôme Glisse 
108855c0ece8SJérôme Glisse 		/* Check if range is being invalidated */
108955c0ece8SJérôme Glisse 		if (!range->valid) {
109055c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EBUSY;
109155c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
109255c0ece8SJérôme Glisse 		}
109355c0ece8SJérôme Glisse 
109455c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
109555c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
109655c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
109755c0ece8SJérôme Glisse 
109855c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = dma_map_page(device, page, 0, PAGE_SIZE, dir);
109955c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i])) {
110055c0ece8SJérôme Glisse 			ret = -EFAULT;
110155c0ece8SJérôme Glisse 			goto unmap;
110255c0ece8SJérôme Glisse 		}
110355c0ece8SJérôme Glisse 
110455c0ece8SJérôme Glisse 		mapped++;
110555c0ece8SJérôme Glisse 	}
110655c0ece8SJérôme Glisse 
110755c0ece8SJérôme Glisse 	return mapped;
110855c0ece8SJérôme Glisse 
110955c0ece8SJérôme Glisse unmap:
111055c0ece8SJérôme Glisse 	for (npages = i, i = 0; (i < npages) && mapped; ++i) {
111155c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
111255c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
111355c0ece8SJérôme Glisse 
1114391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
111555c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
111655c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
111755c0ece8SJérôme Glisse 
111855c0ece8SJérôme Glisse 		if (dma_mapping_error(device, daddrs[i]))
111955c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
112055c0ece8SJérôme Glisse 
112155c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
112255c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE])
112355c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
112455c0ece8SJérôme Glisse 
112555c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
112655c0ece8SJérôme Glisse 		mapped--;
112755c0ece8SJérôme Glisse 	}
112855c0ece8SJérôme Glisse 
112955c0ece8SJérôme Glisse 	return ret;
113055c0ece8SJérôme Glisse }
113155c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_map);
113255c0ece8SJérôme Glisse 
113355c0ece8SJérôme Glisse /**
113455c0ece8SJérôme Glisse  * hmm_range_dma_unmap() - unmap range of that was map with hmm_range_dma_map()
113555c0ece8SJérôme Glisse  * @range: range being unmapped
113655c0ece8SJérôme Glisse  * @vma: the vma against which the range (optional)
113755c0ece8SJérôme Glisse  * @device: device against which dma map was done
113855c0ece8SJérôme Glisse  * @daddrs: dma address of mapped pages
113955c0ece8SJérôme Glisse  * @dirty: dirty page if it had the write flag set
1140085ea250SRalph Campbell  * Return: number of page unmapped on success, -EINVAL otherwise
114155c0ece8SJérôme Glisse  *
114255c0ece8SJérôme Glisse  * Note that caller MUST abide by mmu notifier or use HMM mirror and abide
114355c0ece8SJérôme Glisse  * to the sync_cpu_device_pagetables() callback so that it is safe here to
114455c0ece8SJérôme Glisse  * call set_page_dirty(). Caller must also take appropriate locks to avoid
114555c0ece8SJérôme Glisse  * concurrent mmu notifier or sync_cpu_device_pagetables() to make progress.
114655c0ece8SJérôme Glisse  */
114755c0ece8SJérôme Glisse long hmm_range_dma_unmap(struct hmm_range *range,
114855c0ece8SJérôme Glisse 			 struct vm_area_struct *vma,
114955c0ece8SJérôme Glisse 			 struct device *device,
115055c0ece8SJérôme Glisse 			 dma_addr_t *daddrs,
115155c0ece8SJérôme Glisse 			 bool dirty)
115255c0ece8SJérôme Glisse {
115355c0ece8SJérôme Glisse 	unsigned long i, npages;
115455c0ece8SJérôme Glisse 	long cpages = 0;
115555c0ece8SJérôme Glisse 
115655c0ece8SJérôme Glisse 	/* Sanity check. */
115755c0ece8SJérôme Glisse 	if (range->end <= range->start)
115855c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
115955c0ece8SJérôme Glisse 	if (!daddrs)
116055c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
116155c0ece8SJérôme Glisse 	if (!range->pfns)
116255c0ece8SJérôme Glisse 		return -EINVAL;
116355c0ece8SJérôme Glisse 
116455c0ece8SJérôme Glisse 	npages = (range->end - range->start) >> PAGE_SHIFT;
116555c0ece8SJérôme Glisse 	for (i = 0; i < npages; ++i) {
116655c0ece8SJérôme Glisse 		enum dma_data_direction dir = DMA_TO_DEVICE;
116755c0ece8SJérôme Glisse 		struct page *page;
116855c0ece8SJérôme Glisse 
1169391aab11SJérôme Glisse 		page = hmm_device_entry_to_page(range, range->pfns[i]);
117055c0ece8SJérôme Glisse 		if (page == NULL)
117155c0ece8SJérôme Glisse 			continue;
117255c0ece8SJérôme Glisse 
117355c0ece8SJérôme Glisse 		/* If it is read and write than map bi-directional. */
117455c0ece8SJérôme Glisse 		if (range->pfns[i] & range->flags[HMM_PFN_WRITE]) {
117555c0ece8SJérôme Glisse 			dir = DMA_BIDIRECTIONAL;
117655c0ece8SJérôme Glisse 
117755c0ece8SJérôme Glisse 			/*
117855c0ece8SJérôme Glisse 			 * See comments in function description on why it is
117955c0ece8SJérôme Glisse 			 * safe here to call set_page_dirty()
118055c0ece8SJérôme Glisse 			 */
118155c0ece8SJérôme Glisse 			if (dirty)
118255c0ece8SJérôme Glisse 				set_page_dirty(page);
118355c0ece8SJérôme Glisse 		}
118455c0ece8SJérôme Glisse 
118555c0ece8SJérôme Glisse 		/* Unmap and clear pfns/dma address */
118655c0ece8SJérôme Glisse 		dma_unmap_page(device, daddrs[i], PAGE_SIZE, dir);
118755c0ece8SJérôme Glisse 		range->pfns[i] = range->values[HMM_PFN_NONE];
118855c0ece8SJérôme Glisse 		/* FIXME see comments in hmm_vma_dma_map() */
118955c0ece8SJérôme Glisse 		daddrs[i] = 0;
119055c0ece8SJérôme Glisse 		cpages++;
119155c0ece8SJérôme Glisse 	}
119255c0ece8SJérôme Glisse 
119355c0ece8SJérôme Glisse 	return cpages;
119455c0ece8SJérôme Glisse }
119555c0ece8SJérôme Glisse EXPORT_SYMBOL(hmm_range_dma_unmap);
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