mm/migrate_device.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Device Memory Migration functionality.
   4  *
   5  * Originally written by Jérôme Glisse.
   6  */
   7 #include <linux/export.h>
   8 #include <linux/memremap.h>
   9 #include <linux/migrate.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/mm_inline.h>
  12 #include <linux/mmu_notifier.h>
  13 #include <linux/oom.h>
  14 #include <linux/pagewalk.h>
  15 #include <linux/rmap.h>
  16 #include <linux/swapops.h>
  17 #include <asm/tlbflush.h>
  18 #include "internal.h"
  19
  20 static int migrate_vma_collect_skip(unsigned long start,
  21                                     unsigned long end,
  22                                     struct mm_walk *walk)
  23 {
  24         struct migrate_vma *migrate = walk->private;
  25         unsigned long addr;
  26
  27         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
  28                 migrate->dst[migrate->npages] = 0;
  29                 migrate->src[migrate->npages++] = 0;
  30         }
  31
  32         return 0;
  33 }
  34
  35 static int migrate_vma_collect_hole(unsigned long start,
  36                                     unsigned long end,
  37                                     __always_unused int depth,
  38                                     struct mm_walk *walk)
  39 {
  40         struct migrate_vma *migrate = walk->private;
  41         unsigned long addr;
  42
  43         /* Only allow populating anonymous memory. */
  44         if (!vma_is_anonymous(walk->vma))
  45                 return migrate_vma_collect_skip(start, end, walk);
  46
  47         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
  48                 migrate->src[migrate->npages] = MIGRATE_PFN_MIGRATE;
  49                 migrate->dst[migrate->npages] = 0;
  50                 migrate->npages++;
  51                 migrate->cpages++;
  52         }
  53
  54         return 0;
  55 }
  56
  57 static int migrate_vma_collect_pmd(pmd_t *pmdp,
  58                                    unsigned long start,
  59                                    unsigned long end,
  60                                    struct mm_walk *walk)
  61 {
  62         struct migrate_vma *migrate = walk->private;
  63         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
  64         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
  65         unsigned long addr = start, unmapped = 0;
  66         spinlock_t *ptl;
  67         pte_t *ptep;
  68
  69 again:
  70         if (pmd_none(*pmdp))
  71                 return migrate_vma_collect_hole(start, end, -1, walk);
  72
  73         if (pmd_trans_huge(*pmdp)) {
  74                 struct page *page;
  75
  76                 ptl = pmd_lock(mm, pmdp);
  77                 if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmdp))) {
  78                         spin_unlock(ptl);
  79                         goto again;
  80                 }
  81
  82                 page = pmd_page(*pmdp);
  83                 if (is_huge_zero_page(page)) {
  84                         spin_unlock(ptl);
  85                         split_huge_pmd(vma, pmdp, addr);
  86                         if (pmd_trans_unstable(pmdp))
  87                                 return migrate_vma_collect_skip(start, end,
  88                                                                 walk);
  89                 } else {
  90                         int ret;
  91
  92                         get_page(page);
  93                         spin_unlock(ptl);
  94                         if (unlikely(!trylock_page(page)))
  95                                 return migrate_vma_collect_skip(start, end,
  96                                                                 walk);
  97                         ret = split_huge_page(page);
  98                         unlock_page(page);
  99                         put_page(page);
 100                         if (ret)
 101                                 return migrate_vma_collect_skip(start, end,
 102                                                                 walk);
 103                         if (pmd_none(*pmdp))
 104                                 return migrate_vma_collect_hole(start, end, -1,
 105                                                                 walk);
 106                 }
 107         }
 108
 109         if (unlikely(pmd_bad(*pmdp)))
 110                 return migrate_vma_collect_skip(start, end, walk);
 111
 112         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmdp, addr, &ptl);
 113         arch_enter_lazy_mmu_mode();
 114
 115         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE, ptep++) {
 116                 unsigned long mpfn = 0, pfn;
 117                 struct page *page;
 118                 swp_entry_t entry;
 119                 pte_t pte;
 120
 121                 pte = *ptep;
 122
 123                 if (pte_none(pte)) {
 124                         if (vma_is_anonymous(vma)) {
 125                                 mpfn = MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 126                                 migrate->cpages++;
 127                         }
 128                         goto next;
 129                 }
 130
 131                 if (!pte_present(pte)) {
 132                         /*
 133                          * Only care about unaddressable device page special
 134                          * page table entry. Other special swap entries are not
 135                          * migratable, and we ignore regular swapped page.
 136                          */
 137                         entry = pte_to_swp_entry(pte);
 138                         if (!is_device_private_entry(entry))
 139                                 goto next;
 140
 141                         page = pfn_swap_entry_to_page(entry);
 142                         if (!(migrate->flags &
 143                                 MIGRATE_VMA_SELECT_DEVICE_PRIVATE) ||
 144                             page->pgmap->owner != migrate->pgmap_owner)
 145                                 goto next;
 146
 147                         mpfn = migrate_pfn(page_to_pfn(page)) |
 148                                         MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 149                         if (is_writable_device_private_entry(entry))
 150                                 mpfn |= MIGRATE_PFN_WRITE;
 151                 } else {
 152                         pfn = pte_pfn(pte);
 153                         if (is_zero_pfn(pfn) &&
 154                             (migrate->flags & MIGRATE_VMA_SELECT_SYSTEM)) {
 155                                 mpfn = MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 156                                 migrate->cpages++;
 157                                 goto next;
 158                         }
 159                         page = vm_normal_page(migrate->vma, addr, pte);
 160                         if (page && !is_zone_device_page(page) &&
 161                             !(migrate->flags & MIGRATE_VMA_SELECT_SYSTEM))
 162                                 goto next;
 163                         else if (page && is_device_coherent_page(page) &&
 164                             (!(migrate->flags & MIGRATE_VMA_SELECT_DEVICE_COHERENT) ||
 165                              page->pgmap->owner != migrate->pgmap_owner))
 166                                 goto next;
 167                         mpfn = migrate_pfn(pfn) | MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 168                         mpfn |= pte_write(pte) ? MIGRATE_PFN_WRITE : 0;
 169                 }
 170
 171                 /* FIXME support THP */
 172                 if (!page || !page->mapping || PageTransCompound(page)) {
 173                         mpfn = 0;
 174                         goto next;
 175                 }
 176
 177                 /*
 178                  * By getting a reference on the page we pin it and that blocks
 179                  * any kind of migration. Side effect is that it "freezes" the
 180                  * pte.
 181                  *
 182                  * We drop this reference after isolating the page from the lru
 183                  * for non device page (device page are not on the lru and thus
 184                  * can't be dropped from it).
 185                  */
 186                 get_page(page);
 187
 188                 /*
 189                  * Optimize for the common case where page is only mapped once
 190                  * in one process. If we can lock the page, then we can safely
 191                  * set up a special migration page table entry now.
 192                  */
 193                 if (trylock_page(page)) {
 194                         bool anon_exclusive;
 195                         pte_t swp_pte;
 196
 197                         flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(*ptep));
 198                         anon_exclusive = PageAnon(page) && PageAnonExclusive(page);
 199                         if (anon_exclusive) {
 200                                 pte = ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
 201
 202                                 if (page_try_share_anon_rmap(page)) {
 203                                         set_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
 204                                         unlock_page(page);
 205                                         put_page(page);
 206                                         mpfn = 0;
 207                                         goto next;
 208                                 }
 209                         } else {
 210                                 pte = ptep_get_and_clear(mm, addr, ptep);
 211                         }
 212
 213                         migrate->cpages++;
 214
 215                         /* Set the dirty flag on the folio now the pte is gone. */
 216                         if (pte_dirty(pte))
 217                                 folio_mark_dirty(page_folio(page));
 218
 219                         /* Setup special migration page table entry */
 220                         if (mpfn & MIGRATE_PFN_WRITE)
 221                                 entry = make_writable_migration_entry(
 222                                                         page_to_pfn(page));
 223                         else if (anon_exclusive)
 224                                 entry = make_readable_exclusive_migration_entry(
 225                                                         page_to_pfn(page));
 226                         else
 227                                 entry = make_readable_migration_entry(
 228                                                         page_to_pfn(page));
 229                         swp_pte = swp_entry_to_pte(entry);
 230                         if (pte_present(pte)) {
 231                                 if (pte_soft_dirty(pte))
 232                                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
 233                                 if (pte_uffd_wp(pte))
 234                                         swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
 235                         } else {
 236                                 if (pte_swp_soft_dirty(pte))
 237                                         swp_pte = pte_swp_mksoft_dirty(swp_pte);
 238                                 if (pte_swp_uffd_wp(pte))
 239                                         swp_pte = pte_swp_mkuffd_wp(swp_pte);
 240                         }
 241                         set_pte_at(mm, addr, ptep, swp_pte);
 242
 243                         /*
 244                          * This is like regular unmap: we remove the rmap and
 245                          * drop page refcount. Page won't be freed, as we took
 246                          * a reference just above.
 247                          */
 248                         page_remove_rmap(page, vma, false);
 249                         put_page(page);
 250
 251                         if (pte_present(pte))
 252                                 unmapped++;
 253                 } else {
 254                         put_page(page);
 255                         mpfn = 0;
 256                 }
 257
 258 next:
 259                 migrate->dst[migrate->npages] = 0;
 260                 migrate->src[migrate->npages++] = mpfn;
 261         }
 262
 263         /* Only flush the TLB if we actually modified any entries */
 264         if (unmapped)
 265                 flush_tlb_range(walk->vma, start, end);
 266
 267         arch_leave_lazy_mmu_mode();
 268         pte_unmap_unlock(ptep - 1, ptl);
 269
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 static const struct mm_walk_ops migrate_vma_walk_ops = {
 274         .pmd_entry              = migrate_vma_collect_pmd,
 275         .pte_hole               = migrate_vma_collect_hole,
 276 };
 277
 278 /*
 279  * migrate_vma_collect() - collect pages over a range of virtual addresses
 280  * @migrate: migrate struct containing all migration information
 281  *
 282  * This will walk the CPU page table. For each virtual address backed by a
 283  * valid page, it updates the src array and takes a reference on the page, in
 284  * order to pin the page until we lock it and unmap it.
 285  */
 286 static void migrate_vma_collect(struct migrate_vma *migrate)
 287 {
 288         struct mmu_notifier_range range;
 289
 290         /*
 291          * Note that the pgmap_owner is passed to the mmu notifier callback so
 292          * that the registered device driver can skip invalidating device
 293          * private page mappings that won't be migrated.
 294          */
 295         mmu_notifier_range_init_owner(&range, MMU_NOTIFY_MIGRATE, 0,
 296                 migrate->vma, migrate->vma->vm_mm, migrate->start, migrate->end,
 297                 migrate->pgmap_owner);
 298         mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
 299
 300         walk_page_range(migrate->vma->vm_mm, migrate->start, migrate->end,
 301                         &migrate_vma_walk_ops, migrate);
 302
 303         mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);
 304         migrate->end = migrate->start + (migrate->npages << PAGE_SHIFT);
 305 }
 306
 307 /*
 308  * migrate_vma_check_page() - check if page is pinned or not
 309  * @page: struct page to check
 310  *
 311  * Pinned pages cannot be migrated. This is the same test as in
 312  * folio_migrate_mapping(), except that here we allow migration of a
 313  * ZONE_DEVICE page.
 314  */
 315 static bool migrate_vma_check_page(struct page *page)
 316 {
 317         /*
 318          * One extra ref because caller holds an extra reference, either from
 319          * isolate_lru_page() for a regular page, or migrate_vma_collect() for
 320          * a device page.
 321          */
 322         int extra = 1;
 323
 324         /*
 325          * FIXME support THP (transparent huge page), it is bit more complex to
 326          * check them than regular pages, because they can be mapped with a pmd
 327          * or with a pte (split pte mapping).
 328          */
 329         if (PageCompound(page))
 330                 return false;
 331
 332         /* Page from ZONE_DEVICE have one extra reference */
 333         if (is_zone_device_page(page))
 334                 extra++;
 335
 336         /* For file back page */
 337         if (page_mapping(page))
 338                 extra += 1 + page_has_private(page);
 339
 340         if ((page_count(page) - extra) > page_mapcount(page))
 341                 return false;
 342
 343         return true;
 344 }
 345
 346 /*
 347  * migrate_vma_unmap() - replace page mapping with special migration pte entry
 348  * @migrate: migrate struct containing all migration information
 349  *
 350  * Isolate pages from the LRU and replace mappings (CPU page table pte) with a
 351  * special migration pte entry and check if it has been pinned. Pinned pages are
 352  * restored because we cannot migrate them.
 353  *
 354  * This is the last step before we call the device driver callback to allocate
 355  * destination memory and copy contents of original page over to new page.
 356  */
 357 static void migrate_vma_unmap(struct migrate_vma *migrate)
 358 {
 359         const unsigned long npages = migrate->npages;
 360         unsigned long i, restore = 0;
 361         bool allow_drain = true;
 362
 363         lru_add_drain();
 364
 365         for (i = 0; i < npages; i++) {
 366                 struct page *page = migrate_pfn_to_page(migrate->src[i]);
 367                 struct folio *folio;
 368
 369                 if (!page)
 370                         continue;
 371
 372                 /* ZONE_DEVICE pages are not on LRU */
 373                 if (!is_zone_device_page(page)) {
 374                         if (!PageLRU(page) && allow_drain) {
 375                                 /* Drain CPU's pagevec */
 376                                 lru_add_drain_all();
 377                                 allow_drain = false;
 378                         }
 379
 380                         if (isolate_lru_page(page)) {
 381                                 migrate->src[i] &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 382                                 migrate->cpages--;
 383                                 restore++;
 384                                 continue;
 385                         }
 386
 387                         /* Drop the reference we took in collect */
 388                         put_page(page);
 389                 }
 390
 391                 folio = page_folio(page);
 392                 if (folio_mapped(folio))
 393                         try_to_migrate(folio, 0);
 394
 395                 if (page_mapped(page) || !migrate_vma_check_page(page)) {
 396                         if (!is_zone_device_page(page)) {
 397                                 get_page(page);
 398                                 putback_lru_page(page);
 399                         }
 400
 401                         migrate->src[i] &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 402                         migrate->cpages--;
 403                         restore++;
 404                         continue;
 405                 }
 406         }
 407
 408         for (i = 0; i < npages && restore; i++) {
 409                 struct page *page = migrate_pfn_to_page(migrate->src[i]);
 410                 struct folio *folio;
 411
 412                 if (!page || (migrate->src[i] & MIGRATE_PFN_MIGRATE))
 413                         continue;
 414
 415                 folio = page_folio(page);
 416                 remove_migration_ptes(folio, folio, false);
 417
 418                 migrate->src[i] = 0;
 419                 folio_unlock(folio);
 420                 folio_put(folio);
 421                 restore--;
 422         }
 423 }
 424
 425 /**
 426  * migrate_vma_setup() - prepare to migrate a range of memory
 427  * @args: contains the vma, start, and pfns arrays for the migration
 428  *
 429  * Returns: negative errno on failures, 0 when 0 or more pages were migrated
 430  * without an error.
 431  *
 432  * Prepare to migrate a range of memory virtual address range by collecting all
 433  * the pages backing each virtual address in the range, saving them inside the
 434  * src array.  Then lock those pages and unmap them. Once the pages are locked
 435  * and unmapped, check whether each page is pinned or not.  Pages that aren't
 436  * pinned have the MIGRATE_PFN_MIGRATE flag set (by this function) in the
 437  * corresponding src array entry.  Then restores any pages that are pinned, by
 438  * remapping and unlocking those pages.
 439  *
 440  * The caller should then allocate destination memory and copy source memory to
 441  * it for all those entries (ie with MIGRATE_PFN_VALID and MIGRATE_PFN_MIGRATE
 442  * flag set).  Once these are allocated and copied, the caller must update each
 443  * corresponding entry in the dst array with the pfn value of the destination
 444  * page and with MIGRATE_PFN_VALID. Destination pages must be locked via
 445  * lock_page().
 446  *
 447  * Note that the caller does not have to migrate all the pages that are marked
 448  * with MIGRATE_PFN_MIGRATE flag in src array unless this is a migration from
 449  * device memory to system memory.  If the caller cannot migrate a device page
 450  * back to system memory, then it must return VM_FAULT_SIGBUS, which has severe
 451  * consequences for the userspace process, so it must be avoided if at all
 452  * possible.
 453  *
 454  * For empty entries inside CPU page table (pte_none() or pmd_none() is true) we
 455  * do set MIGRATE_PFN_MIGRATE flag inside the corresponding source array thus
 456  * allowing the caller to allocate device memory for those unbacked virtual
 457  * addresses.  For this the caller simply has to allocate device memory and
 458  * properly set the destination entry like for regular migration.  Note that
 459  * this can still fail, and thus inside the device driver you must check if the
 460  * migration was successful for those entries after calling migrate_vma_pages(),
 461  * just like for regular migration.
 462  *
 463  * After that, the callers must call migrate_vma_pages() to go over each entry
 464  * in the src array that has the MIGRATE_PFN_VALID and MIGRATE_PFN_MIGRATE flag
 465  * set. If the corresponding entry in dst array has MIGRATE_PFN_VALID flag set,
 466  * then migrate_vma_pages() to migrate struct page information from the source
 467  * struct page to the destination struct page.  If it fails to migrate the
 468  * struct page information, then it clears the MIGRATE_PFN_MIGRATE flag in the
 469  * src array.
 470  *
 471  * At this point all successfully migrated pages have an entry in the src
 472  * array with MIGRATE_PFN_VALID and MIGRATE_PFN_MIGRATE flag set and the dst
 473  * array entry with MIGRATE_PFN_VALID flag set.
 474  *
 475  * Once migrate_vma_pages() returns the caller may inspect which pages were
 476  * successfully migrated, and which were not.  Successfully migrated pages will
 477  * have the MIGRATE_PFN_MIGRATE flag set for their src array entry.
 478  *
 479  * It is safe to update device page table after migrate_vma_pages() because
 480  * both destination and source page are still locked, and the mmap_lock is held
 481  * in read mode (hence no one can unmap the range being migrated).
 482  *
 483  * Once the caller is done cleaning up things and updating its page table (if it
 484  * chose to do so, this is not an obligation) it finally calls
 485  * migrate_vma_finalize() to update the CPU page table to point to new pages
 486  * for successfully migrated pages or otherwise restore the CPU page table to
 487  * point to the original source pages.
 488  */
 489 int migrate_vma_setup(struct migrate_vma *args)
 490 {
 491         long nr_pages = (args->end - args->start) >> PAGE_SHIFT;
 492
 493         args->start &= PAGE_MASK;
 494         args->end &= PAGE_MASK;
 495         if (!args->vma || is_vm_hugetlb_page(args->vma) ||
 496             (args->vma->vm_flags & VM_SPECIAL) || vma_is_dax(args->vma))
 497                 return -EINVAL;
 498         if (nr_pages <= 0)
 499                 return -EINVAL;
 500         if (args->start < args->vma->vm_start ||
 501             args->start >= args->vma->vm_end)
 502                 return -EINVAL;
 503         if (args->end <= args->vma->vm_start || args->end > args->vma->vm_end)
 504                 return -EINVAL;
 505         if (!args->src || !args->dst)
 506                 return -EINVAL;
 507
 508         memset(args->src, 0, sizeof(*args->src) * nr_pages);
 509         args->cpages = 0;
 510         args->npages = 0;
 511
 512         migrate_vma_collect(args);
 513
 514         if (args->cpages)
 515                 migrate_vma_unmap(args);
 516
 517         /*
 518          * At this point pages are locked and unmapped, and thus they have
 519          * stable content and can safely be copied to destination memory that
 520          * is allocated by the drivers.
 521          */
 522         return 0;
 523
 524 }
 525 EXPORT_SYMBOL(migrate_vma_setup);
 526
 527 /*
 528  * This code closely matches the code in:
 529  *   __handle_mm_fault()
 530  *     handle_pte_fault()
 531  *       do_anonymous_page()
 532  * to map in an anonymous zero page but the struct page will be a ZONE_DEVICE
 533  * private or coherent page.
 534  */
 535 static void migrate_vma_insert_page(struct migrate_vma *migrate,
 536                                     unsigned long addr,
 537                                     struct page *page,
 538                                     unsigned long *src)
 539 {
 540         struct vm_area_struct *vma = migrate->vma;
 541         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 542         bool flush = false;
 543         spinlock_t *ptl;
 544         pte_t entry;
 545         pgd_t *pgdp;
 546         p4d_t *p4dp;
 547         pud_t *pudp;
 548         pmd_t *pmdp;
 549         pte_t *ptep;
 550
 551         /* Only allow populating anonymous memory */
 552         if (!vma_is_anonymous(vma))
 553                 goto abort;
 554
 555         pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 556         p4dp = p4d_alloc(mm, pgdp, addr);
 557         if (!p4dp)
 558                 goto abort;
 559         pudp = pud_alloc(mm, p4dp, addr);
 560         if (!pudp)
 561                 goto abort;
 562         pmdp = pmd_alloc(mm, pudp, addr);
 563         if (!pmdp)
 564                 goto abort;
 565
 566         if (pmd_trans_huge(*pmdp) || pmd_devmap(*pmdp))
 567                 goto abort;
 568
 569         /*
 570          * Use pte_alloc() instead of pte_alloc_map().  We can't run
 571          * pte_offset_map() on pmds where a huge pmd might be created
 572          * from a different thread.
 573          *
 574          * pte_alloc_map() is safe to use under mmap_write_lock(mm) or when
 575          * parallel threads are excluded by other means.
 576          *
 577          * Here we only have mmap_read_lock(mm).
 578          */
 579         if (pte_alloc(mm, pmdp))
 580                 goto abort;
 581
 582         /* See the comment in pte_alloc_one_map() */
 583         if (unlikely(pmd_trans_unstable(pmdp)))
 584                 goto abort;
 585
 586         if (unlikely(anon_vma_prepare(vma)))
 587                 goto abort;
 588         if (mem_cgroup_charge(page_folio(page), vma->vm_mm, GFP_KERNEL))
 589                 goto abort;
 590
 591         /*
 592          * The memory barrier inside __SetPageUptodate makes sure that
 593          * preceding stores to the page contents become visible before
 594          * the set_pte_at() write.
 595          */
 596         __SetPageUptodate(page);
 597
 598         if (is_device_private_page(page)) {
 599                 swp_entry_t swp_entry;
 600
 601                 if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
 602                         swp_entry = make_writable_device_private_entry(
 603                                                 page_to_pfn(page));
 604                 else
 605                         swp_entry = make_readable_device_private_entry(
 606                                                 page_to_pfn(page));
 607                 entry = swp_entry_to_pte(swp_entry);
 608         } else {
 609                 if (is_zone_device_page(page) &&
 610                     !is_device_coherent_page(page)) {
 611                         pr_warn_once("Unsupported ZONE_DEVICE page type.\n");
 612                         goto abort;
 613                 }
 614                 entry = mk_pte(page, vma->vm_page_prot);
 615                 if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
 616                         entry = pte_mkwrite(pte_mkdirty(entry));
 617         }
 618
 619         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmdp, addr, &ptl);
 620
 621         if (check_stable_address_space(mm))
 622                 goto unlock_abort;
 623
 624         if (pte_present(*ptep)) {
 625                 unsigned long pfn = pte_pfn(*ptep);
 626
 627                 if (!is_zero_pfn(pfn))
 628                         goto unlock_abort;
 629                 flush = true;
 630         } else if (!pte_none(*ptep))
 631                 goto unlock_abort;
 632
 633         /*
 634          * Check for userfaultfd but do not deliver the fault. Instead,
 635          * just back off.
 636          */
 637         if (userfaultfd_missing(vma))
 638                 goto unlock_abort;
 639
 640         inc_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
 641         page_add_new_anon_rmap(page, vma, addr);
 642         if (!is_zone_device_page(page))
 643                 lru_cache_add_inactive_or_unevictable(page, vma);
 644         get_page(page);
 645
 646         if (flush) {
 647                 flush_cache_page(vma, addr, pte_pfn(*ptep));
 648                 ptep_clear_flush_notify(vma, addr, ptep);
 649                 set_pte_at_notify(mm, addr, ptep, entry);
 650                 update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
 651         } else {
 652                 /* No need to invalidate - it was non-present before */
 653                 set_pte_at(mm, addr, ptep, entry);
 654                 update_mmu_cache(vma, addr, ptep);
 655         }
 656
 657         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 658         *src = MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 659         return;
 660
 661 unlock_abort:
 662         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
 663 abort:
 664         *src &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 665 }
 666
 667 /**
 668  * migrate_vma_pages() - migrate meta-data from src page to dst page
 669  * @migrate: migrate struct containing all migration information
 670  *
 671  * This migrates struct page meta-data from source struct page to destination
 672  * struct page. This effectively finishes the migration from source page to the
 673  * destination page.
 674  */
 675 void migrate_vma_pages(struct migrate_vma *migrate)
 676 {
 677         const unsigned long npages = migrate->npages;
 678         const unsigned long start = migrate->start;
 679         struct mmu_notifier_range range;
 680         unsigned long addr, i;
 681         bool notified = false;
 682
 683         for (i = 0, addr = start; i < npages; addr += PAGE_SIZE, i++) {
 684                 struct page *newpage = migrate_pfn_to_page(migrate->dst[i]);
 685                 struct page *page = migrate_pfn_to_page(migrate->src[i]);
 686                 struct address_space *mapping;
 687                 int r;
 688
 689                 if (!newpage) {
 690                         migrate->src[i] &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 691                         continue;
 692                 }
 693
 694                 if (!page) {
 695                         /*
 696                          * The only time there is no vma is when called from
 697                          * migrate_device_coherent_page(). However this isn't
 698                          * called if the page could not be unmapped.
 699                          */
 700                         VM_BUG_ON(!migrate->vma);
 701                         if (!(migrate->src[i] & MIGRATE_PFN_MIGRATE))
 702                                 continue;
 703                         if (!notified) {
 704                                 notified = true;
 705
 706                                 mmu_notifier_range_init_owner(&range,
 707                                         MMU_NOTIFY_MIGRATE, 0, migrate->vma,
 708                                         migrate->vma->vm_mm, addr, migrate->end,
 709                                         migrate->pgmap_owner);
 710                                 mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
 711                         }
 712                         migrate_vma_insert_page(migrate, addr, newpage,
 713                                                 &migrate->src[i]);
 714                         continue;
 715                 }
 716
 717                 mapping = page_mapping(page);
 718
 719                 if (is_device_private_page(newpage) ||
 720                     is_device_coherent_page(newpage)) {
 721                         /*
 722                          * For now only support anonymous memory migrating to
 723                          * device private or coherent memory.
 724                          */
 725                         if (mapping) {
 726                                 migrate->src[i] &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 727                                 continue;
 728                         }
 729                 } else if (is_zone_device_page(newpage)) {
 730                         /*
 731                          * Other types of ZONE_DEVICE page are not supported.
 732                          */
 733                         migrate->src[i] &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 734                         continue;
 735                 }
 736
 737                 r = migrate_folio(mapping, page_folio(newpage),
 738                                 page_folio(page), MIGRATE_SYNC_NO_COPY);
 739                 if (r != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 740                         migrate->src[i] &= ~MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 741         }
 742
 743         /*
 744          * No need to double call mmu_notifier->invalidate_range() callback as
 745          * the above ptep_clear_flush_notify() inside migrate_vma_insert_page()
 746          * did already call it.
 747          */
 748         if (notified)
 749                 mmu_notifier_invalidate_range_only_end(&range);
 750 }
 751 EXPORT_SYMBOL(migrate_vma_pages);
 752
 753 /**
 754  * migrate_vma_finalize() - restore CPU page table entry
 755  * @migrate: migrate struct containing all migration information
 756  *
 757  * This replaces the special migration pte entry with either a mapping to the
 758  * new page if migration was successful for that page, or to the original page
 759  * otherwise.
 760  *
 761  * This also unlocks the pages and puts them back on the lru, or drops the extra
 762  * refcount, for device pages.
 763  */
 764 void migrate_vma_finalize(struct migrate_vma *migrate)
 765 {
 766         const unsigned long npages = migrate->npages;
 767         unsigned long i;
 768
 769         for (i = 0; i < npages; i++) {
 770                 struct folio *dst, *src;
 771                 struct page *newpage = migrate_pfn_to_page(migrate->dst[i]);
 772                 struct page *page = migrate_pfn_to_page(migrate->src[i]);
 773
 774                 if (!page) {
 775                         if (newpage) {
 776                                 unlock_page(newpage);
 777                                 put_page(newpage);
 778                         }
 779                         continue;
 780                 }
 781
 782                 if (!(migrate->src[i] & MIGRATE_PFN_MIGRATE) || !newpage) {
 783                         if (newpage) {
 784                                 unlock_page(newpage);
 785                                 put_page(newpage);
 786                         }
 787                         newpage = page;
 788                 }
 789
 790                 src = page_folio(page);
 791                 dst = page_folio(newpage);
 792                 remove_migration_ptes(src, dst, false);
 793                 folio_unlock(src);
 794
 795                 if (is_zone_device_page(page))
 796                         put_page(page);
 797                 else
 798                         putback_lru_page(page);
 799
 800                 if (newpage != page) {
 801                         unlock_page(newpage);
 802                         if (is_zone_device_page(newpage))
 803                                 put_page(newpage);
 804                         else
 805                                 putback_lru_page(newpage);
 806                 }
 807         }
 808 }
 809 EXPORT_SYMBOL(migrate_vma_finalize);
 810
 811 /*
 812  * Migrate a device coherent page back to normal memory. The caller should have
 813  * a reference on page which will be copied to the new page if migration is
 814  * successful or dropped on failure.
 815  */
 816 int migrate_device_coherent_page(struct page *page)
 817 {
 818         unsigned long src_pfn, dst_pfn = 0;
 819         struct migrate_vma args;
 820         struct page *dpage;
 821
 822         WARN_ON_ONCE(PageCompound(page));
 823
 824         lock_page(page);
 825         src_pfn = migrate_pfn(page_to_pfn(page)) | MIGRATE_PFN_MIGRATE;
 826         args.src = &src_pfn;
 827         args.dst = &dst_pfn;
 828         args.cpages = 1;
 829         args.npages = 1;
 830         args.vma = NULL;
 831
 832         /*
 833          * We don't have a VMA and don't need to walk the page tables to find
 834          * the source page. So call migrate_vma_unmap() directly to unmap the
 835          * page as migrate_vma_setup() will fail if args.vma == NULL.
 836          */
 837         migrate_vma_unmap(&args);
 838         if (!(src_pfn & MIGRATE_PFN_MIGRATE))
 839                 return -EBUSY;
 840
 841         dpage = alloc_page(GFP_USER | __GFP_NOWARN);
 842         if (dpage) {
 843                 lock_page(dpage);
 844                 dst_pfn = migrate_pfn(page_to_pfn(dpage));
 845         }
 846
 847         migrate_vma_pages(&args);
 848         if (src_pfn & MIGRATE_PFN_MIGRATE)
 849                 copy_highpage(dpage, page);
 850         migrate_vma_finalize(&args);
 851
 852         if (src_pfn & MIGRATE_PFN_MIGRATE)
 853                 return 0;
 854         return -EBUSY;
 855 }