drivers/infiniband/core/umem_odp.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Mellanox Technologies. All rights reserved.
   3  *
   4  * This software is available to you under a choice of one of two
   5  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   6  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   7  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
   8  * OpenIB.org BSD license below:
   9  *
  10  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  11  *     without modification, are permitted provided that the following
  12  *     conditions are met:
  13  *
  14  *      - Redistributions of source code must retain the above
  15  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  16  *        disclaimer.
  17  *
  18  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  19  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  20  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  21  *        provided with the distribution.
  22  *
  23  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  24  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  26  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  27  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  28  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  29  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  30  * SOFTWARE.
  31  */
  32
  33 #include <linux/types.h>
  34 #include <linux/sched.h>
  35 #include <linux/sched/mm.h>
  36 #include <linux/sched/task.h>
  37 #include <linux/pid.h>
  38 #include <linux/slab.h>
  39 #include <linux/export.h>
  40 #include <linux/vmalloc.h>
  41 #include <linux/hugetlb.h>
  42 #include <linux/interval_tree_generic.h>
  43
  44 #include <rdma/ib_verbs.h>
  45 #include <rdma/ib_umem.h>
  46 #include <rdma/ib_umem_odp.h>
  47
  48 /*
  49  * The ib_umem list keeps track of memory regions for which the HW
  50  * device request to receive notification when the related memory
  51  * mapping is changed.
  52  *
  53  * ib_umem_lock protects the list.
  54  */
  55
  56 static u64 node_start(struct umem_odp_node *n)
  57 {
  58         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  59                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  60
  61         return ib_umem_start(umem_odp->umem);
  62 }
  63
  64 /* Note that the representation of the intervals in the interval tree
  65  * considers the ending point as contained in the interval, while the
  66  * function ib_umem_end returns the first address which is not contained
  67  * in the umem.
  68  */
  69 static u64 node_last(struct umem_odp_node *n)
  70 {
  71         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  72                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  73
  74         return ib_umem_end(umem_odp->umem) - 1;
  75 }
  76
  77 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct umem_odp_node, rb, u64, __subtree_last,
  78                      node_start, node_last, static, rbt_ib_umem)
  79
  80 static void ib_umem_notifier_start_account(struct ib_umem *item)
  81 {
  82         mutex_lock(&item->odp_data->umem_mutex);
  83
  84         /* Only update private counters for this umem if it has them.
  85          * Otherwise skip it. All page faults will be delayed for this umem. */
  86         if (item->odp_data->mn_counters_active) {
  87                 int notifiers_count = item->odp_data->notifiers_count++;
  88
  89                 if (notifiers_count == 0)
  90                         /* Initialize the completion object for waiting on
  91                          * notifiers. Since notifier_count is zero, no one
  92                          * should be waiting right now. */
  93                         reinit_completion(&item->odp_data->notifier_completion);
  94         }
  95         mutex_unlock(&item->odp_data->umem_mutex);
  96 }
  97
  98 static void ib_umem_notifier_end_account(struct ib_umem *item)
  99 {
 100         mutex_lock(&item->odp_data->umem_mutex);
 101
 102         /* Only update private counters for this umem if it has them.
 103          * Otherwise skip it. All page faults will be delayed for this umem. */
 104         if (item->odp_data->mn_counters_active) {
 105                 /*
 106                  * This sequence increase will notify the QP page fault that
 107                  * the page that is going to be mapped in the spte could have
 108                  * been freed.
 109                  */
 110                 ++item->odp_data->notifiers_seq;
 111                 if (--item->odp_data->notifiers_count == 0)
 112                         complete_all(&item->odp_data->notifier_completion);
 113         }
 114         mutex_unlock(&item->odp_data->umem_mutex);
 115 }
 116
 117 /* Account for a new mmu notifier in an ib_ucontext. */
 118 static void ib_ucontext_notifier_start_account(struct ib_ucontext *context)
 119 {
 120         atomic_inc(&context->notifier_count);
 121 }
 122
 123 /* Account for a terminating mmu notifier in an ib_ucontext.
 124  *
 125  * Must be called with the ib_ucontext->umem_rwsem semaphore unlocked, since
 126  * the function takes the semaphore itself. */
 127 static void ib_ucontext_notifier_end_account(struct ib_ucontext *context)
 128 {
 129         int zero_notifiers = atomic_dec_and_test(&context->notifier_count);
 130
 131         if (zero_notifiers &&
 132             !list_empty(&context->no_private_counters)) {
 133                 /* No currently running mmu notifiers. Now is the chance to
 134                  * add private accounting to all previously added umems. */
 135                 struct ib_umem_odp *odp_data, *next;
 136
 137                 /* Prevent concurrent mmu notifiers from working on the
 138                  * no_private_counters list. */
 139                 down_write(&context->umem_rwsem);
 140
 141                 /* Read the notifier_count again, with the umem_rwsem
 142                  * semaphore taken for write. */
 143                 if (!atomic_read(&context->notifier_count)) {
 144                         list_for_each_entry_safe(odp_data, next,
 145                                                  &context->no_private_counters,
 146                                                  no_private_counters) {
 147                                 mutex_lock(&odp_data->umem_mutex);
 148                                 odp_data->mn_counters_active = true;
 149                                 list_del(&odp_data->no_private_counters);
 150                                 complete_all(&odp_data->notifier_completion);
 151                                 mutex_unlock(&odp_data->umem_mutex);
 152                         }
 153                 }
 154
 155                 up_write(&context->umem_rwsem);
 156         }
 157 }
 158
 159 static int ib_umem_notifier_release_trampoline(struct ib_umem *item, u64 start,
 160                                                u64 end, void *cookie) {
 161         /*
 162          * Increase the number of notifiers running, to
 163          * prevent any further fault handling on this MR.
 164          */
 165         ib_umem_notifier_start_account(item);
 166         item->odp_data->dying = 1;
 167         /* Make sure that the fact the umem is dying is out before we release
 168          * all pending page faults. */
 169         smp_wmb();
 170         complete_all(&item->odp_data->notifier_completion);
 171         item->context->invalidate_range(item, ib_umem_start(item),
 172                                         ib_umem_end(item));
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 static void ib_umem_notifier_release(struct mmu_notifier *mn,
 177                                      struct mm_struct *mm)
 178 {
 179         struct ib_ucontext *context = container_of(mn, struct ib_ucontext, mn);
 180
 181         if (!context->invalidate_range)
 182                 return;
 183
 184         ib_ucontext_notifier_start_account(context);
 185         down_read(&context->umem_rwsem);
 186         rbt_ib_umem_for_each_in_range(&context->umem_tree, 0,
 187                                       ULLONG_MAX,
 188                                       ib_umem_notifier_release_trampoline,
 189                                       NULL);
 190         up_read(&context->umem_rwsem);
 191 }
 192
 193 static int invalidate_page_trampoline(struct ib_umem *item, u64 start,
 194                                       u64 end, void *cookie)
 195 {
 196         ib_umem_notifier_start_account(item);
 197         item->context->invalidate_range(item, start, start + PAGE_SIZE);
 198         ib_umem_notifier_end_account(item);
 199         return 0;
 200 }
 201
 202 static int invalidate_range_start_trampoline(struct ib_umem *item, u64 start,
 203                                              u64 end, void *cookie)
 204 {
 205         ib_umem_notifier_start_account(item);
 206         item->context->invalidate_range(item, start, end);
 207         return 0;
 208 }
 209
 210 static void ib_umem_notifier_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
 211                                                     struct mm_struct *mm,
 212                                                     unsigned long start,
 213                                                     unsigned long end)
 214 {
 215         struct ib_ucontext *context = container_of(mn, struct ib_ucontext, mn);
 216
 217         if (!context->invalidate_range)
 218                 return;
 219
 220         ib_ucontext_notifier_start_account(context);
 221         down_read(&context->umem_rwsem);
 222         rbt_ib_umem_for_each_in_range(&context->umem_tree, start,
 223                                       end,
 224                                       invalidate_range_start_trampoline, NULL);
 225         up_read(&context->umem_rwsem);
 226 }
 227
 228 static int invalidate_range_end_trampoline(struct ib_umem *item, u64 start,
 229                                            u64 end, void *cookie)
 230 {
 231         ib_umem_notifier_end_account(item);
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 static void ib_umem_notifier_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
 236                                                   struct mm_struct *mm,
 237                                                   unsigned long start,
 238                                                   unsigned long end)
 239 {
 240         struct ib_ucontext *context = container_of(mn, struct ib_ucontext, mn);
 241
 242         if (!context->invalidate_range)
 243                 return;
 244
 245         down_read(&context->umem_rwsem);
 246         rbt_ib_umem_for_each_in_range(&context->umem_tree, start,
 247                                       end,
 248                                       invalidate_range_end_trampoline, NULL);
 249         up_read(&context->umem_rwsem);
 250         ib_ucontext_notifier_end_account(context);
 251 }
 252
 253 static const struct mmu_notifier_ops ib_umem_notifiers = {
 254         .release                    = ib_umem_notifier_release,
 255         .invalidate_range_start     = ib_umem_notifier_invalidate_range_start,
 256         .invalidate_range_end       = ib_umem_notifier_invalidate_range_end,
 257 };
 258
 259 struct ib_umem *ib_alloc_odp_umem(struct ib_ucontext *context,
 260                                   unsigned long addr,
 261                                   size_t size)
 262 {
 263         struct ib_umem *umem;
 264         struct ib_umem_odp *odp_data;
 265         int pages = size >> PAGE_SHIFT;
 266         int ret;
 267
 268         umem = kzalloc(sizeof(*umem), GFP_KERNEL);
 269         if (!umem)
 270                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 271
 272         umem->context    = context;
 273         umem->length     = size;
 274         umem->address    = addr;
 275         umem->page_shift = PAGE_SHIFT;
 276         umem->writable   = 1;
 277
 278         odp_data = kzalloc(sizeof(*odp_data), GFP_KERNEL);
 279         if (!odp_data) {
 280                 ret = -ENOMEM;
 281                 goto out_umem;
 282         }
 283         odp_data->umem = umem;
 284
 285         mutex_init(&odp_data->umem_mutex);
 286         init_completion(&odp_data->notifier_completion);
 287
 288         odp_data->page_list =
 289                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->page_list)));
 290         if (!odp_data->page_list) {
 291                 ret = -ENOMEM;
 292                 goto out_odp_data;
 293         }
 294
 295         odp_data->dma_list =
 296                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->dma_list)));
 297         if (!odp_data->dma_list) {
 298                 ret = -ENOMEM;
 299                 goto out_page_list;
 300         }
 301
 302         down_write(&context->umem_rwsem);
 303         context->odp_mrs_count++;
 304         rbt_ib_umem_insert(&odp_data->interval_tree, &context->umem_tree);
 305         if (likely(!atomic_read(&context->notifier_count)))
 306                 odp_data->mn_counters_active = true;
 307         else
 308                 list_add(&odp_data->no_private_counters,
 309                          &context->no_private_counters);
 310         up_write(&context->umem_rwsem);
 311
 312         umem->odp_data = odp_data;
 313
 314         return umem;
 315
 316 out_page_list:
 317         vfree(odp_data->page_list);
 318 out_odp_data:
 319         kfree(odp_data);
 320 out_umem:
 321         kfree(umem);
 322         return ERR_PTR(ret);
 323 }
 324 EXPORT_SYMBOL(ib_alloc_odp_umem);
 325
 326 int ib_umem_odp_get(struct ib_ucontext *context, struct ib_umem *umem,
 327                     int access)
 328 {
 329         int ret_val;
 330         struct pid *our_pid;
 331         struct mm_struct *mm = get_task_mm(current);
 332
 333         if (!mm)
 334                 return -EINVAL;
 335
 336         if (access & IB_ACCESS_HUGETLB) {
 337                 struct vm_area_struct *vma;
 338                 struct hstate *h;
 339
 340                 down_read(&mm->mmap_sem);
 341                 vma = find_vma(mm, ib_umem_start(umem));
 342                 if (!vma || !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 343                         up_read(&mm->mmap_sem);
 344                         return -EINVAL;
 345                 }
 346                 h = hstate_vma(vma);
 347                 umem->page_shift = huge_page_shift(h);
 348                 up_read(&mm->mmap_sem);
 349                 umem->hugetlb = 1;
 350         } else {
 351                 umem->hugetlb = 0;
 352         }
 353
 354         /* Prevent creating ODP MRs in child processes */
 355         rcu_read_lock();
 356         our_pid = get_task_pid(current->group_leader, PIDTYPE_PID);
 357         rcu_read_unlock();
 358         put_pid(our_pid);
 359         if (context->tgid != our_pid) {
 360                 ret_val = -EINVAL;
 361                 goto out_mm;
 362         }
 363
 364         umem->odp_data = kzalloc(sizeof(*umem->odp_data), GFP_KERNEL);
 365         if (!umem->odp_data) {
 366                 ret_val = -ENOMEM;
 367                 goto out_mm;
 368         }
 369         umem->odp_data->umem = umem;
 370
 371         mutex_init(&umem->odp_data->umem_mutex);
 372
 373         init_completion(&umem->odp_data->notifier_completion);
 374
 375         if (ib_umem_num_pages(umem)) {
 376                 umem->odp_data->page_list =
 377                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem->odp_data->page_list),
 378                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 379                 if (!umem->odp_data->page_list) {
 380                         ret_val = -ENOMEM;
 381                         goto out_odp_data;
 382                 }
 383
 384                 umem->odp_data->dma_list =
 385                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem->odp_data->dma_list),
 386                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 387                 if (!umem->odp_data->dma_list) {
 388                         ret_val = -ENOMEM;
 389                         goto out_page_list;
 390                 }
 391         }
 392
 393         /*
 394          * When using MMU notifiers, we will get a
 395          * notification before the "current" task (and MM) is
 396          * destroyed. We use the umem_rwsem semaphore to synchronize.
 397          */
 398         down_write(&context->umem_rwsem);
 399         context->odp_mrs_count++;
 400         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 401                 rbt_ib_umem_insert(&umem->odp_data->interval_tree,
 402                                    &context->umem_tree);
 403         if (likely(!atomic_read(&context->notifier_count)) ||
 404             context->odp_mrs_count == 1)
 405                 umem->odp_data->mn_counters_active = true;
 406         else
 407                 list_add(&umem->odp_data->no_private_counters,
 408                          &context->no_private_counters);
 409         downgrade_write(&context->umem_rwsem);
 410
 411         if (context->odp_mrs_count == 1) {
 412                 /*
 413                  * Note that at this point, no MMU notifier is running
 414                  * for this context!
 415                  */
 416                 atomic_set(&context->notifier_count, 0);
 417                 INIT_HLIST_NODE(&context->mn.hlist);
 418                 context->mn.ops = &ib_umem_notifiers;
 419                 /*
 420                  * Lock-dep detects a false positive for mmap_sem vs.
 421                  * umem_rwsem, due to not grasping downgrade_write correctly.
 422                  */
 423                 lockdep_off();
 424                 ret_val = mmu_notifier_register(&context->mn, mm);
 425                 lockdep_on();
 426                 if (ret_val) {
 427                         pr_err("Failed to register mmu_notifier %d\n", ret_val);
 428                         ret_val = -EBUSY;
 429                         goto out_mutex;
 430                 }
 431         }
 432
 433         up_read(&context->umem_rwsem);
 434
 435         /*
 436          * Note that doing an mmput can cause a notifier for the relevant mm.
 437          * If the notifier is called while we hold the umem_rwsem, this will
 438          * cause a deadlock. Therefore, we release the reference only after we
 439          * released the semaphore.
 440          */
 441         mmput(mm);
 442         return 0;
 443
 444 out_mutex:
 445         up_read(&context->umem_rwsem);
 446         vfree(umem->odp_data->dma_list);
 447 out_page_list:
 448         vfree(umem->odp_data->page_list);
 449 out_odp_data:
 450         kfree(umem->odp_data);
 451 out_mm:
 452         mmput(mm);
 453         return ret_val;
 454 }
 455
 456 void ib_umem_odp_release(struct ib_umem *umem)
 457 {
 458         struct ib_ucontext *context = umem->context;
 459
 460         /*
 461          * Ensure that no more pages are mapped in the umem.
 462          *
 463          * It is the driver's responsibility to ensure, before calling us,
 464          * that the hardware will not attempt to access the MR any more.
 465          */
 466         ib_umem_odp_unmap_dma_pages(umem, ib_umem_start(umem),
 467                                     ib_umem_end(umem));
 468
 469         down_write(&context->umem_rwsem);
 470         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 471                 rbt_ib_umem_remove(&umem->odp_data->interval_tree,
 472                                    &context->umem_tree);
 473         context->odp_mrs_count--;
 474         if (!umem->odp_data->mn_counters_active) {
 475                 list_del(&umem->odp_data->no_private_counters);
 476                 complete_all(&umem->odp_data->notifier_completion);
 477         }
 478
 479         /*
 480          * Downgrade the lock to a read lock. This ensures that the notifiers
 481          * (who lock the mutex for reading) will be able to finish, and we
 482          * will be able to enventually obtain the mmu notifiers SRCU. Note
 483          * that since we are doing it atomically, no other user could register
 484          * and unregister while we do the check.
 485          */
 486         downgrade_write(&context->umem_rwsem);
 487         if (!context->odp_mrs_count) {
 488                 struct task_struct *owning_process = NULL;
 489                 struct mm_struct *owning_mm        = NULL;
 490
 491                 owning_process = get_pid_task(context->tgid,
 492                                               PIDTYPE_PID);
 493                 if (owning_process == NULL)
 494                         /*
 495                          * The process is already dead, notifier were removed
 496                          * already.
 497                          */
 498                         goto out;
 499
 500                 owning_mm = get_task_mm(owning_process);
 501                 if (owning_mm == NULL)
 502                         /*
 503                          * The process' mm is already dead, notifier were
 504                          * removed already.
 505                          */
 506                         goto out_put_task;
 507                 mmu_notifier_unregister(&context->mn, owning_mm);
 508
 509                 mmput(owning_mm);
 510
 511 out_put_task:
 512                 put_task_struct(owning_process);
 513         }
 514 out:
 515         up_read(&context->umem_rwsem);
 516
 517         vfree(umem->odp_data->dma_list);
 518         vfree(umem->odp_data->page_list);
 519         kfree(umem->odp_data);
 520         kfree(umem);
 521 }
 522
 523 /*
 524  * Map for DMA and insert a single page into the on-demand paging page tables.
 525  *
 526  * @umem: the umem to insert the page to.
 527  * @page_index: index in the umem to add the page to.
 528  * @page: the page struct to map and add.
 529  * @access_mask: access permissions needed for this page.
 530  * @current_seq: sequence number for synchronization with invalidations.
 531  *               the sequence number is taken from
 532  *               umem->odp_data->notifiers_seq.
 533  *
 534  * The function returns -EFAULT if the DMA mapping operation fails. It returns
 535  * -EAGAIN if a concurrent invalidation prevents us from updating the page.
 536  *
 537  * The page is released via put_page even if the operation failed. For
 538  * on-demand pinning, the page is released whenever it isn't stored in the
 539  * umem.
 540  */
 541 static int ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 542                 struct ib_umem *umem,
 543                 int page_index,
 544                 struct page *page,
 545                 u64 access_mask,
 546                 unsigned long current_seq)
 547 {
 548         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 549         dma_addr_t dma_addr;
 550         int stored_page = 0;
 551         int remove_existing_mapping = 0;
 552         int ret = 0;
 553
 554         /*
 555          * Note: we avoid writing if seq is different from the initial seq, to
 556          * handle case of a racing notifier. This check also allows us to bail
 557          * early if we have a notifier running in parallel with us.
 558          */
 559         if (ib_umem_mmu_notifier_retry(umem, current_seq)) {
 560                 ret = -EAGAIN;
 561                 goto out;
 562         }
 563         if (!(umem->odp_data->dma_list[page_index])) {
 564                 dma_addr = ib_dma_map_page(dev,
 565                                            page,
 566                                            0, BIT(umem->page_shift),
 567                                            DMA_BIDIRECTIONAL);
 568                 if (ib_dma_mapping_error(dev, dma_addr)) {
 569                         ret = -EFAULT;
 570                         goto out;
 571                 }
 572                 umem->odp_data->dma_list[page_index] = dma_addr | access_mask;
 573                 umem->odp_data->page_list[page_index] = page;
 574                 umem->npages++;
 575                 stored_page = 1;
 576         } else if (umem->odp_data->page_list[page_index] == page) {
 577                 umem->odp_data->dma_list[page_index] |= access_mask;
 578         } else {
 579                 pr_err("error: got different pages in IB device and from get_user_pages. IB device page: %p, gup page: %p\n",
 580                        umem->odp_data->page_list[page_index], page);
 581                 /* Better remove the mapping now, to prevent any further
 582                  * damage. */
 583                 remove_existing_mapping = 1;
 584         }
 585
 586 out:
 587         /* On Demand Paging - avoid pinning the page */
 588         if (umem->context->invalidate_range || !stored_page)
 589                 put_page(page);
 590
 591         if (remove_existing_mapping && umem->context->invalidate_range) {
 592                 invalidate_page_trampoline(
 593                         umem,
 594                         ib_umem_start(umem) + (page_index >> umem->page_shift),
 595                         ib_umem_start(umem) + ((page_index + 1) >>
 596                                                umem->page_shift),
 597                         NULL);
 598                 ret = -EAGAIN;
 599         }
 600
 601         return ret;
 602 }
 603
 604 /**
 605  * ib_umem_odp_map_dma_pages - Pin and DMA map userspace memory in an ODP MR.
 606  *
 607  * Pins the range of pages passed in the argument, and maps them to
 608  * DMA addresses. The DMA addresses of the mapped pages is updated in
 609  * umem->odp_data->dma_list.
 610  *
 611  * Returns the number of pages mapped in success, negative error code
 612  * for failure.
 613  * An -EAGAIN error code is returned when a concurrent mmu notifier prevents
 614  * the function from completing its task.
 615  * An -ENOENT error code indicates that userspace process is being terminated
 616  * and mm was already destroyed.
 617  * @umem: the umem to map and pin
 618  * @user_virt: the address from which we need to map.
 619  * @bcnt: the minimal number of bytes to pin and map. The mapping might be
 620  *        bigger due to alignment, and may also be smaller in case of an error
 621  *        pinning or mapping a page. The actual pages mapped is returned in
 622  *        the return value.
 623  * @access_mask: bit mask of the requested access permissions for the given
 624  *               range.
 625  * @current_seq: the MMU notifiers sequance value for synchronization with
 626  *               invalidations. the sequance number is read from
 627  *               umem->odp_data->notifiers_seq before calling this function
 628  */
 629 int ib_umem_odp_map_dma_pages(struct ib_umem *umem, u64 user_virt, u64 bcnt,
 630                               u64 access_mask, unsigned long current_seq)
 631 {
 632         struct task_struct *owning_process  = NULL;
 633         struct mm_struct   *owning_mm       = NULL;
 634         struct page       **local_page_list = NULL;
 635         u64 page_mask, off;
 636         int j, k, ret = 0, start_idx, npages = 0, page_shift;
 637         unsigned int flags = 0;
 638         phys_addr_t p = 0;
 639
 640         if (access_mask == 0)
 641                 return -EINVAL;
 642
 643         if (user_virt < ib_umem_start(umem) ||
 644             user_virt + bcnt > ib_umem_end(umem))
 645                 return -EFAULT;
 646
 647         local_page_list = (struct page **)__get_free_page(GFP_KERNEL);
 648         if (!local_page_list)
 649                 return -ENOMEM;
 650
 651         page_shift = umem->page_shift;
 652         page_mask = ~(BIT(page_shift) - 1);
 653         off = user_virt & (~page_mask);
 654         user_virt = user_virt & page_mask;
 655         bcnt += off; /* Charge for the first page offset as well. */
 656
 657         owning_process = get_pid_task(umem->context->tgid, PIDTYPE_PID);
 658         if (owning_process == NULL) {
 659                 ret = -EINVAL;
 660                 goto out_no_task;
 661         }
 662
 663         owning_mm = get_task_mm(owning_process);
 664         if (owning_mm == NULL) {
 665                 ret = -ENOENT;
 666                 goto out_put_task;
 667         }
 668
 669         if (access_mask & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT)
 670                 flags |= FOLL_WRITE;
 671
 672         start_idx = (user_virt - ib_umem_start(umem)) >> page_shift;
 673         k = start_idx;
 674
 675         while (bcnt > 0) {
 676                 const size_t gup_num_pages = min_t(size_t,
 677                                 (bcnt + BIT(page_shift) - 1) >> page_shift,
 678                                 PAGE_SIZE / sizeof(struct page *));
 679
 680                 down_read(&owning_mm->mmap_sem);
 681                 /*
 682                  * Note: this might result in redundent page getting. We can
 683                  * avoid this by checking dma_list to be 0 before calling
 684                  * get_user_pages. However, this make the code much more
 685                  * complex (and doesn't gain us much performance in most use
 686                  * cases).
 687                  */
 688                 npages = get_user_pages_remote(owning_process, owning_mm,
 689                                 user_virt, gup_num_pages,
 690                                 flags, local_page_list, NULL, NULL);
 691                 up_read(&owning_mm->mmap_sem);
 692
 693                 if (npages < 0)
 694                         break;
 695
 696                 bcnt -= min_t(size_t, npages << PAGE_SHIFT, bcnt);
 697                 mutex_lock(&umem->odp_data->umem_mutex);
 698                 for (j = 0; j < npages; j++, user_virt += PAGE_SIZE) {
 699                         if (user_virt & ~page_mask) {
 700                                 p += PAGE_SIZE;
 701                                 if (page_to_phys(local_page_list[j]) != p) {
 702                                         ret = -EFAULT;
 703                                         break;
 704                                 }
 705                                 put_page(local_page_list[j]);
 706                                 continue;
 707                         }
 708
 709                         ret = ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 710                                         umem, k, local_page_list[j],
 711                                         access_mask, current_seq);
 712                         if (ret < 0)
 713                                 break;
 714
 715                         p = page_to_phys(local_page_list[j]);
 716                         k++;
 717                 }
 718                 mutex_unlock(&umem->odp_data->umem_mutex);
 719
 720                 if (ret < 0) {
 721                         /* Release left over pages when handling errors. */
 722                         for (++j; j < npages; ++j)
 723                                 put_page(local_page_list[j]);
 724                         break;
 725                 }
 726         }
 727
 728         if (ret >= 0) {
 729                 if (npages < 0 && k == start_idx)
 730                         ret = npages;
 731                 else
 732                         ret = k - start_idx;
 733         }
 734
 735         mmput(owning_mm);
 736 out_put_task:
 737         put_task_struct(owning_process);
 738 out_no_task:
 739         free_page((unsigned long)local_page_list);
 740         return ret;
 741 }
 742 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_map_dma_pages);
 743
 744 void ib_umem_odp_unmap_dma_pages(struct ib_umem *umem, u64 virt,
 745                                  u64 bound)
 746 {
 747         int idx;
 748         u64 addr;
 749         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 750
 751         virt  = max_t(u64, virt,  ib_umem_start(umem));
 752         bound = min_t(u64, bound, ib_umem_end(umem));
 753         /* Note that during the run of this function, the
 754          * notifiers_count of the MR is > 0, preventing any racing
 755          * faults from completion. We might be racing with other
 756          * invalidations, so we must make sure we free each page only
 757          * once. */
 758         mutex_lock(&umem->odp_data->umem_mutex);
 759         for (addr = virt; addr < bound; addr += BIT(umem->page_shift)) {
 760                 idx = (addr - ib_umem_start(umem)) >> umem->page_shift;
 761                 if (umem->odp_data->page_list[idx]) {
 762                         struct page *page = umem->odp_data->page_list[idx];
 763                         dma_addr_t dma = umem->odp_data->dma_list[idx];
 764                         dma_addr_t dma_addr = dma & ODP_DMA_ADDR_MASK;
 765
 766                         WARN_ON(!dma_addr);
 767
 768                         ib_dma_unmap_page(dev, dma_addr, PAGE_SIZE,
 769                                           DMA_BIDIRECTIONAL);
 770                         if (dma & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT) {
 771                                 struct page *head_page = compound_head(page);
 772                                 /*
 773                                  * set_page_dirty prefers being called with
 774                                  * the page lock. However, MMU notifiers are
 775                                  * called sometimes with and sometimes without
 776                                  * the lock. We rely on the umem_mutex instead
 777                                  * to prevent other mmu notifiers from
 778                                  * continuing and allowing the page mapping to
 779                                  * be removed.
 780                                  */
 781                                 set_page_dirty(head_page);
 782                         }
 783                         /* on demand pinning support */
 784                         if (!umem->context->invalidate_range)
 785                                 put_page(page);
 786                         umem->odp_data->page_list[idx] = NULL;
 787                         umem->odp_data->dma_list[idx] = 0;
 788                         umem->npages--;
 789                 }
 790         }
 791         mutex_unlock(&umem->odp_data->umem_mutex);
 792 }
 793 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_unmap_dma_pages);
 794
 795 /* @last is not a part of the interval. See comment for function
 796  * node_last.
 797  */
 798 int rbt_ib_umem_for_each_in_range(struct rb_root_cached *root,
 799                                   u64 start, u64 last,
 800                                   umem_call_back cb,
 801                                   void *cookie)
 802 {
 803         int ret_val = 0;
 804         struct umem_odp_node *node, *next;
 805         struct ib_umem_odp *umem;
 806
 807         if (unlikely(start == last))
 808                 return ret_val;
 809
 810         for (node = rbt_ib_umem_iter_first(root, start, last - 1);
 811                         node; node = next) {
 812                 next = rbt_ib_umem_iter_next(node, start, last - 1);
 813                 umem = container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 814                 ret_val = cb(umem->umem, start, last, cookie) || ret_val;
 815         }
 816
 817         return ret_val;
 818 }
 819 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_for_each_in_range);
 820
 821 struct ib_umem_odp *rbt_ib_umem_lookup(struct rb_root_cached *root,
 822                                        u64 addr, u64 length)
 823 {
 824         struct umem_odp_node *node;
 825
 826         node = rbt_ib_umem_iter_first(root, addr, addr + length - 1);
 827         if (node)
 828                 return container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 829         return NULL;
 830
 831 }
 832 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_lookup);