Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
       2                 :            : #include <linux/kernel.h>
       3                 :            : #include <linux/errno.h>
       4                 :            : #include <linux/err.h>
       5                 :            : #include <linux/mm.h>
       6                 :            : #include <linux/slab.h>
       7                 :            : #include <linux/vmalloc.h>
       8                 :            : #include <linux/pagemap.h>
       9                 :            : #include <linux/sched.h>
      10                 :            : 
      11                 :            : /**
      12                 :            :  * get_vaddr_frames() - map virtual addresses to pfns
      13                 :            :  * @start:      starting user address
      14                 :            :  * @nr_frames:  number of pages / pfns from start to map
      15                 :            :  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
      16                 :            :  * @vec:        structure which receives pages / pfns of the addresses mapped.
      17                 :            :  *              It should have space for at least nr_frames entries.
      18                 :            :  *
      19                 :            :  * This function maps virtual addresses from @start and fills @vec structure
      20                 :            :  * with page frame numbers or page pointers to corresponding pages (choice
      21                 :            :  * depends on the type of the vma underlying the virtual address). If @start
      22                 :            :  * belongs to a normal vma, the function grabs reference to each of the pages
      23                 :            :  * to pin them in memory. If @start belongs to VM_IO | VM_PFNMAP vma, we don't
      24                 :            :  * touch page structures and the caller must make sure pfns aren't reused for
      25                 :            :  * anything else while he is using them.
      26                 :            :  *
      27                 :            :  * The function returns number of pages mapped which may be less than
      28                 :            :  * @nr_frames. In particular we stop mapping if there are more vmas of
      29                 :            :  * different type underlying the specified range of virtual addresses.
      30                 :            :  * When the function isn't able to map a single page, it returns error.
      31                 :            :  *
      32                 :            :  * This function takes care of grabbing mmap_sem as necessary.
      33                 :            :  */
      34                 :          0 : int get_vaddr_frames(unsigned long start, unsigned int nr_frames,
      35                 :            :                      unsigned int gup_flags, struct frame_vector *vec)
      36                 :            : {
      37                 :          0 :         struct mm_struct *mm = current->mm;
      38                 :            :         struct vm_area_struct *vma;
      39                 :            :         int ret = 0;
      40                 :            :         int err;
      41                 :            :         int locked;
      42                 :            : 
      43                 :          0 :         if (nr_frames == 0)
      44                 :            :                 return 0;
      45                 :            : 
      46                 :          0 :         if (WARN_ON_ONCE(nr_frames > vec->nr_allocated))
      47                 :          0 :                 nr_frames = vec->nr_allocated;
      48                 :            : 
      49                 :            :         start = untagged_addr(start);
      50                 :            : 
      51                 :          0 :         down_read(&mm->mmap_sem);
      52                 :          0 :         locked = 1;
      53                 :          0 :         vma = find_vma_intersection(mm, start, start + 1);
      54                 :          0 :         if (!vma) {
      55                 :            :                 ret = -EFAULT;
      56                 :            :                 goto out;
      57                 :            :         }
      58                 :            : 
      59                 :            :         /*
      60                 :            :          * While get_vaddr_frames() could be used for transient (kernel
      61                 :            :          * controlled lifetime) pinning of memory pages all current
      62                 :            :          * users establish long term (userspace controlled lifetime)
      63                 :            :          * page pinning. Treat get_vaddr_frames() like
      64                 :            :          * get_user_pages_longterm() and disallow it for filesystem-dax
      65                 :            :          * mappings.
      66                 :            :          */
      67                 :            :         if (vma_is_fsdax(vma)) {
      68                 :            :                 ret = -EOPNOTSUPP;
      69                 :            :                 goto out;
      70                 :            :         }
      71                 :            : 
      72                 :          0 :         if (!(vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))) {
      73                 :          0 :                 vec->got_ref = true;
      74                 :          0 :                 vec->is_pfns = false;
      75                 :          0 :                 ret = get_user_pages_locked(start, nr_frames,
      76                 :          0 :                         gup_flags, (struct page **)(vec->ptrs), &locked);
      77                 :          0 :                 goto out;
      78                 :            :         }
      79                 :            : 
      80                 :          0 :         vec->got_ref = false;
      81                 :          0 :         vec->is_pfns = true;
      82                 :            :         do {
      83                 :            :                 unsigned long *nums = frame_vector_pfns(vec);
      84                 :            : 
      85                 :          0 :                 while (ret < nr_frames && start + PAGE_SIZE <= vma->vm_end) {
      86                 :          0 :                         err = follow_pfn(vma, start, &nums[ret]);
      87                 :          0 :                         if (err) {
      88                 :          0 :                                 if (ret == 0)
      89                 :          0 :                                         ret = err;
      90                 :            :                                 goto out;
      91                 :            :                         }
      92                 :            :                         start += PAGE_SIZE;
      93                 :          0 :                         ret++;
      94                 :            :                 }
      95                 :            :                 /*
      96                 :            :                  * We stop if we have enough pages or if VMA doesn't completely
      97                 :            :                  * cover the tail page.
      98                 :            :                  */
      99                 :          0 :                 if (ret >= nr_frames || start < vma->vm_end)
     100                 :            :                         break;
     101                 :          0 :                 vma = find_vma_intersection(mm, start, start + 1);
     102                 :          0 :         } while (vma && vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP));
     103                 :            : out:
     104                 :          0 :         if (locked)
     105                 :          0 :                 up_read(&mm->mmap_sem);
     106                 :          0 :         if (!ret)
     107                 :            :                 ret = -EFAULT;
     108                 :          0 :         if (ret > 0)
     109                 :          0 :                 vec->nr_frames = ret;
     110                 :          0 :         return ret;
     111                 :            : }
     112                 :            : EXPORT_SYMBOL(get_vaddr_frames);
     113                 :            : 
     114                 :            : /**
     115                 :            :  * put_vaddr_frames() - drop references to pages if get_vaddr_frames() acquired
     116                 :            :  *                      them
     117                 :            :  * @vec:        frame vector to put
     118                 :            :  *
     119                 :            :  * Drop references to pages if get_vaddr_frames() acquired them. We also
     120                 :            :  * invalidate the frame vector so that it is prepared for the next call into
     121                 :            :  * get_vaddr_frames().
     122                 :            :  */
     123                 :          0 : void put_vaddr_frames(struct frame_vector *vec)
     124                 :            : {
     125                 :            :         int i;
     126                 :            :         struct page **pages;
     127                 :            : 
     128                 :          0 :         if (!vec->got_ref)
     129                 :            :                 goto out;
     130                 :            :         pages = frame_vector_pages(vec);
     131                 :            :         /*
     132                 :            :          * frame_vector_pages() might needed to do a conversion when
     133                 :            :          * get_vaddr_frames() got pages but vec was later converted to pfns.
     134                 :            :          * But it shouldn't really fail to convert pfns back...
     135                 :            :          */
     136                 :          0 :         if (WARN_ON(IS_ERR(pages)))
     137                 :            :                 goto out;
     138                 :          0 :         for (i = 0; i < vec->nr_frames; i++)
     139                 :          0 :                 put_page(pages[i]);
     140                 :          0 :         vec->got_ref = false;
     141                 :            : out:
     142                 :          0 :         vec->nr_frames = 0;
     143                 :          0 : }
     144                 :            : EXPORT_SYMBOL(put_vaddr_frames);
     145                 :            : 
     146                 :            : /**
     147                 :            :  * frame_vector_to_pages - convert frame vector to contain page pointers
     148                 :            :  * @vec:        frame vector to convert
     149                 :            :  *
     150                 :            :  * Convert @vec to contain array of page pointers.  If the conversion is
     151                 :            :  * successful, return 0. Otherwise return an error. Note that we do not grab
     152                 :            :  * page references for the page structures.
     153                 :            :  */
     154                 :          0 : int frame_vector_to_pages(struct frame_vector *vec)
     155                 :            : {
     156                 :            :         int i;
     157                 :            :         unsigned long *nums;
     158                 :            :         struct page **pages;
     159                 :            : 
     160                 :          0 :         if (!vec->is_pfns)
     161                 :            :                 return 0;
     162                 :            :         nums = frame_vector_pfns(vec);
     163                 :          0 :         for (i = 0; i < vec->nr_frames; i++)
     164                 :          0 :                 if (!pfn_valid(nums[i]))
     165                 :            :                         return -EINVAL;
     166                 :            :         pages = (struct page **)nums;
     167                 :          0 :         for (i = 0; i < vec->nr_frames; i++)
     168                 :          0 :                 pages[i] = pfn_to_page(nums[i]);
     169                 :          0 :         vec->is_pfns = false;
     170                 :          0 :         return 0;
     171                 :            : }
     172                 :            : EXPORT_SYMBOL(frame_vector_to_pages);
     173                 :            : 
     174                 :            : /**
     175                 :            :  * frame_vector_to_pfns - convert frame vector to contain pfns
     176                 :            :  * @vec:        frame vector to convert
     177                 :            :  *
     178                 :            :  * Convert @vec to contain array of pfns.
     179                 :            :  */
     180                 :          0 : void frame_vector_to_pfns(struct frame_vector *vec)
     181                 :            : {
     182                 :            :         int i;
     183                 :            :         unsigned long *nums;
     184                 :            :         struct page **pages;
     185                 :            : 
     186                 :          0 :         if (vec->is_pfns)
     187                 :          0 :                 return;
     188                 :          0 :         pages = (struct page **)(vec->ptrs);
     189                 :            :         nums = (unsigned long *)pages;
     190                 :          0 :         for (i = 0; i < vec->nr_frames; i++)
     191                 :          0 :                 nums[i] = page_to_pfn(pages[i]);
     192                 :          0 :         vec->is_pfns = true;
     193                 :            : }
     194                 :            : EXPORT_SYMBOL(frame_vector_to_pfns);
     195                 :            : 
     196                 :            : /**
     197                 :            :  * frame_vector_create() - allocate & initialize structure for pinned pfns
     198                 :            :  * @nr_frames:  number of pfns slots we should reserve
     199                 :            :  *
     200                 :            :  * Allocate and initialize struct pinned_pfns to be able to hold @nr_pfns
     201                 :            :  * pfns.
     202                 :            :  */
     203                 :          0 : struct frame_vector *frame_vector_create(unsigned int nr_frames)
     204                 :            : {
     205                 :            :         struct frame_vector *vec;
     206                 :          0 :         int size = sizeof(struct frame_vector) + sizeof(void *) * nr_frames;
     207                 :            : 
     208                 :          0 :         if (WARN_ON_ONCE(nr_frames == 0))
     209                 :            :                 return NULL;
     210                 :            :         /*
     211                 :            :          * This is absurdly high. It's here just to avoid strange effects when
     212                 :            :          * arithmetics overflows.
     213                 :            :          */
     214                 :          0 :         if (WARN_ON_ONCE(nr_frames > INT_MAX / sizeof(void *) / 2))
     215                 :            :                 return NULL;
     216                 :            :         /*
     217                 :            :          * Avoid higher order allocations, use vmalloc instead. It should
     218                 :            :          * be rare anyway.
     219                 :            :          */
     220                 :            :         vec = kvmalloc(size, GFP_KERNEL);
     221                 :          0 :         if (!vec)
     222                 :            :                 return NULL;
     223                 :          0 :         vec->nr_allocated = nr_frames;
     224                 :          0 :         vec->nr_frames = 0;
     225                 :          0 :         return vec;
     226                 :            : }
     227                 :            : EXPORT_SYMBOL(frame_vector_create);
     228                 :            : 
     229                 :            : /**
     230                 :            :  * frame_vector_destroy() - free memory allocated to carry frame vector
     231                 :            :  * @vec:        Frame vector to free
     232                 :            :  *
     233                 :            :  * Free structure allocated by frame_vector_create() to carry frames.
     234                 :            :  */
     235                 :          0 : void frame_vector_destroy(struct frame_vector *vec)
     236                 :            : {
     237                 :            :         /* Make sure put_vaddr_frames() got called properly... */
     238                 :            :         VM_BUG_ON(vec->nr_frames > 0);
     239                 :          0 :         kvfree(vec);
     240                 :          0 : }
     241                 :            : EXPORT_SYMBOL(frame_vector_destroy);