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 #include <linux/pagemap.h>
  44
  45 #include <rdma/ib_verbs.h>
  46 #include <rdma/ib_umem.h>
  47 #include <rdma/ib_umem_odp.h>
  48
  49 /*
  50  * The ib_umem list keeps track of memory regions for which the HW
  51  * device request to receive notification when the related memory
  52  * mapping is changed.
  53  *
  54  * ib_umem_lock protects the list.
  55  */
  56
  57 static u64 node_start(struct umem_odp_node *n)
  58 {
  59         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  60                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  61
  62         return ib_umem_start(&umem_odp->umem);
  63 }
  64
  65 /* Note that the representation of the intervals in the interval tree
  66  * considers the ending point as contained in the interval, while the
  67  * function ib_umem_end returns the first address which is not contained
  68  * in the umem.
  69  */
  70 static u64 node_last(struct umem_odp_node *n)
  71 {
  72         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  73                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  74
  75         return ib_umem_end(&umem_odp->umem) - 1;
  76 }
  77
  78 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct umem_odp_node, rb, u64, __subtree_last,
  79                      node_start, node_last, static, rbt_ib_umem)
  80
  81 static void ib_umem_notifier_start_account(struct ib_umem_odp *umem_odp)
  82 {
  83         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
  84         if (umem_odp->notifiers_count++ == 0)
  85                 /*
  86                  * Initialize the completion object for waiting on
  87                  * notifiers. Since notifier_count is zero, no one should be
  88                  * waiting right now.
  89                  */
  90                 reinit_completion(&umem_odp->notifier_completion);
  91         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
  92 }
  93
  94 static void ib_umem_notifier_end_account(struct ib_umem_odp *umem_odp)
  95 {
  96         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
  97         /*
  98          * This sequence increase will notify the QP page fault that the page
  99          * that is going to be mapped in the spte could have been freed.
 100          */
 101         ++umem_odp->notifiers_seq;
 102         if (--umem_odp->notifiers_count == 0)
 103                 complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 104         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 105 }
 106
 107 static int ib_umem_notifier_release_trampoline(struct ib_umem_odp *umem_odp,
 108                                                u64 start, u64 end, void *cookie)
 109 {
 110         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 111
 112         /*
 113          * Increase the number of notifiers running, to
 114          * prevent any further fault handling on this MR.
 115          */
 116         ib_umem_notifier_start_account(umem_odp);
 117         umem_odp->dying = 1;
 118         /* Make sure that the fact the umem is dying is out before we release
 119          * all pending page faults. */
 120         smp_wmb();
 121         complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 122         umem->context->invalidate_range(umem_odp, ib_umem_start(umem),
 123                                         ib_umem_end(umem));
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 static void ib_umem_notifier_release(struct mmu_notifier *mn,
 128                                      struct mm_struct *mm)
 129 {
 130         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 131                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 132
 133         down_read(&per_mm->umem_rwsem);
 134         if (per_mm->active)
 135                 rbt_ib_umem_for_each_in_range(
 136                         &per_mm->umem_tree, 0, ULLONG_MAX,
 137                         ib_umem_notifier_release_trampoline, true, NULL);
 138         up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 139 }
 140
 141 static int invalidate_range_start_trampoline(struct ib_umem_odp *item,
 142                                              u64 start, u64 end, void *cookie)
 143 {
 144         ib_umem_notifier_start_account(item);
 145         item->umem.context->invalidate_range(item, start, end);
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 static int ib_umem_notifier_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
 150                                 const struct mmu_notifier_range *range)
 151 {
 152         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 153                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 154
 155         if (mmu_notifier_range_blockable(range))
 156                 down_read(&per_mm->umem_rwsem);
 157         else if (!down_read_trylock(&per_mm->umem_rwsem))
 158                 return -EAGAIN;
 159
 160         if (!per_mm->active) {
 161                 up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 162                 /*
 163                  * At this point active is permanently set and visible to this
 164                  * CPU without a lock, that fact is relied on to skip the unlock
 165                  * in range_end.
 166                  */
 167                 return 0;
 168         }
 169
 170         return rbt_ib_umem_for_each_in_range(&per_mm->umem_tree, range->start,
 171                                              range->end,
 172                                              invalidate_range_start_trampoline,
 173                                              mmu_notifier_range_blockable(range),
 174                                              NULL);
 175 }
 176
 177 static int invalidate_range_end_trampoline(struct ib_umem_odp *item, u64 start,
 178                                            u64 end, void *cookie)
 179 {
 180         ib_umem_notifier_end_account(item);
 181         return 0;
 182 }
 183
 184 static void ib_umem_notifier_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
 185                                 const struct mmu_notifier_range *range)
 186 {
 187         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 188                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 189
 190         if (unlikely(!per_mm->active))
 191                 return;
 192
 193         rbt_ib_umem_for_each_in_range(&per_mm->umem_tree, range->start,
 194                                       range->end,
 195                                       invalidate_range_end_trampoline, true, NULL);
 196         up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 197 }
 198
 199 static const struct mmu_notifier_ops ib_umem_notifiers = {
 200         .release                    = ib_umem_notifier_release,
 201         .invalidate_range_start     = ib_umem_notifier_invalidate_range_start,
 202         .invalidate_range_end       = ib_umem_notifier_invalidate_range_end,
 203 };
 204
 205 static void add_umem_to_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 206 {
 207         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 208         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 209
 210         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 211         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 212                 rbt_ib_umem_insert(&umem_odp->interval_tree,
 213                                    &per_mm->umem_tree);
 214         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 215 }
 216
 217 static void remove_umem_from_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 218 {
 219         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 220         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 221
 222         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 223         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 224                 rbt_ib_umem_remove(&umem_odp->interval_tree,
 225                                    &per_mm->umem_tree);
 226         complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 227
 228         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 229 }
 230
 231 static struct ib_ucontext_per_mm *alloc_per_mm(struct ib_ucontext *ctx,
 232                                                struct mm_struct *mm)
 233 {
 234         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm;
 235         int ret;
 236
 237         per_mm = kzalloc(sizeof(*per_mm), GFP_KERNEL);
 238         if (!per_mm)
 239                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 240
 241         per_mm->context = ctx;
 242         per_mm->mm = mm;
 243         per_mm->umem_tree = RB_ROOT_CACHED;
 244         init_rwsem(&per_mm->umem_rwsem);
 245         per_mm->active = true;
 246
 247         rcu_read_lock();
 248         per_mm->tgid = get_task_pid(current->group_leader, PIDTYPE_PID);
 249         rcu_read_unlock();
 250
 251         WARN_ON(mm != current->mm);
 252
 253         per_mm->mn.ops = &ib_umem_notifiers;
 254         ret = mmu_notifier_register(&per_mm->mn, per_mm->mm);
 255         if (ret) {
 256                 dev_err(&ctx->device->dev,
 257                         "Failed to register mmu_notifier %d\n", ret);
 258                 goto out_pid;
 259         }
 260
 261         list_add(&per_mm->ucontext_list, &ctx->per_mm_list);
 262         return per_mm;
 263
 264 out_pid:
 265         put_pid(per_mm->tgid);
 266         kfree(per_mm);
 267         return ERR_PTR(ret);
 268 }
 269
 270 static int get_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 271 {
 272         struct ib_ucontext *ctx = umem_odp->umem.context;
 273         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm;
 274
 275         /*
 276          * Generally speaking we expect only one or two per_mm in this list,
 277          * so no reason to optimize this search today.
 278          */
 279         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 280         list_for_each_entry(per_mm, &ctx->per_mm_list, ucontext_list) {
 281                 if (per_mm->mm == umem_odp->umem.owning_mm)
 282                         goto found;
 283         }
 284
 285         per_mm = alloc_per_mm(ctx, umem_odp->umem.owning_mm);
 286         if (IS_ERR(per_mm)) {
 287                 mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 288                 return PTR_ERR(per_mm);
 289         }
 290
 291 found:
 292         umem_odp->per_mm = per_mm;
 293         per_mm->odp_mrs_count++;
 294         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 295
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 static void free_per_mm(struct rcu_head *rcu)
 300 {
 301         kfree(container_of(rcu, struct ib_ucontext_per_mm, rcu));
 302 }
 303
 304 static void put_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 305 {
 306         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 307         struct ib_ucontext *ctx = umem_odp->umem.context;
 308         bool need_free;
 309
 310         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 311         umem_odp->per_mm = NULL;
 312         per_mm->odp_mrs_count--;
 313         need_free = per_mm->odp_mrs_count == 0;
 314         if (need_free)
 315                 list_del(&per_mm->ucontext_list);
 316         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 317
 318         if (!need_free)
 319                 return;
 320
 321         /*
 322          * NOTE! mmu_notifier_unregister() can happen between a start/end
 323          * callback, resulting in an start/end, and thus an unbalanced
 324          * lock. This doesn't really matter to us since we are about to kfree
 325          * the memory that holds the lock, however LOCKDEP doesn't like this.
 326          */
 327         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 328         per_mm->active = false;
 329         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 330
 331         WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&per_mm->umem_tree.rb_root));
 332         mmu_notifier_unregister_no_release(&per_mm->mn, per_mm->mm);
 333         put_pid(per_mm->tgid);
 334         mmu_notifier_call_srcu(&per_mm->rcu, free_per_mm);
 335 }
 336
 337 struct ib_umem_odp *ib_alloc_odp_umem(struct ib_umem_odp *root,
 338                                       unsigned long addr, size_t size)
 339 {
 340         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = root->per_mm;
 341         struct ib_ucontext *ctx = per_mm->context;
 342         struct ib_umem_odp *odp_data;
 343         struct ib_umem *umem;
 344         int pages = size >> PAGE_SHIFT;
 345         int ret;
 346
 347         odp_data = kzalloc(sizeof(*odp_data), GFP_KERNEL);
 348         if (!odp_data)
 349                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 350         umem = &odp_data->umem;
 351         umem->context    = ctx;
 352         umem->length     = size;
 353         umem->address    = addr;
 354         umem->page_shift = PAGE_SHIFT;
 355         umem->writable   = root->umem.writable;
 356         umem->is_odp = 1;
 357         odp_data->per_mm = per_mm;
 358         umem->owning_mm  = per_mm->mm;
 359         mmgrab(umem->owning_mm);
 360
 361         mutex_init(&odp_data->umem_mutex);
 362         init_completion(&odp_data->notifier_completion);
 363
 364         odp_data->page_list =
 365                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->page_list)));
 366         if (!odp_data->page_list) {
 367                 ret = -ENOMEM;
 368                 goto out_odp_data;
 369         }
 370
 371         odp_data->dma_list =
 372                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->dma_list)));
 373         if (!odp_data->dma_list) {
 374                 ret = -ENOMEM;
 375                 goto out_page_list;
 376         }
 377
 378         /*
 379          * Caller must ensure that the umem_odp that the per_mm came from
 380          * cannot be freed during the call to ib_alloc_odp_umem.
 381          */
 382         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 383         per_mm->odp_mrs_count++;
 384         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 385         add_umem_to_per_mm(odp_data);
 386
 387         return odp_data;
 388
 389 out_page_list:
 390         vfree(odp_data->page_list);
 391 out_odp_data:
 392         mmdrop(umem->owning_mm);
 393         kfree(odp_data);
 394         return ERR_PTR(ret);
 395 }
 396 EXPORT_SYMBOL(ib_alloc_odp_umem);
 397
 398 int ib_umem_odp_get(struct ib_umem_odp *umem_odp, int access)
 399 {
 400         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 401         /*
 402          * NOTE: This must called in a process context where umem->owning_mm
 403          * == current->mm
 404          */
 405         struct mm_struct *mm = umem->owning_mm;
 406         int ret_val;
 407
 408         if (access & IB_ACCESS_HUGETLB) {
 409                 struct vm_area_struct *vma;
 410                 struct hstate *h;
 411
 412                 down_read(&mm->mmap_sem);
 413                 vma = find_vma(mm, ib_umem_start(umem));
 414                 if (!vma || !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 415                         up_read(&mm->mmap_sem);
 416                         return -EINVAL;
 417                 }
 418                 h = hstate_vma(vma);
 419                 umem->page_shift = huge_page_shift(h);
 420                 up_read(&mm->mmap_sem);
 421         }
 422
 423         mutex_init(&umem_odp->umem_mutex);
 424
 425         init_completion(&umem_odp->notifier_completion);
 426
 427         if (ib_umem_num_pages(umem)) {
 428                 umem_odp->page_list =
 429                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem_odp->page_list),
 430                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 431                 if (!umem_odp->page_list)
 432                         return -ENOMEM;
 433
 434                 umem_odp->dma_list =
 435                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem_odp->dma_list),
 436                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 437                 if (!umem_odp->dma_list) {
 438                         ret_val = -ENOMEM;
 439                         goto out_page_list;
 440                 }
 441         }
 442
 443         ret_val = get_per_mm(umem_odp);
 444         if (ret_val)
 445                 goto out_dma_list;
 446         add_umem_to_per_mm(umem_odp);
 447
 448         return 0;
 449
 450 out_dma_list:
 451         vfree(umem_odp->dma_list);
 452 out_page_list:
 453         vfree(umem_odp->page_list);
 454         return ret_val;
 455 }
 456
 457 void ib_umem_odp_release(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 458 {
 459         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 460
 461         /*
 462          * Ensure that no more pages are mapped in the umem.
 463          *
 464          * It is the driver's responsibility to ensure, before calling us,
 465          * that the hardware will not attempt to access the MR any more.
 466          */
 467         ib_umem_odp_unmap_dma_pages(umem_odp, ib_umem_start(umem),
 468                                     ib_umem_end(umem));
 469
 470         remove_umem_from_per_mm(umem_odp);
 471         put_per_mm(umem_odp);
 472         vfree(umem_odp->dma_list);
 473         vfree(umem_odp->page_list);
 474 }
 475
 476 /*
 477  * Map for DMA and insert a single page into the on-demand paging page tables.
 478  *
 479  * @umem: the umem to insert the page to.
 480  * @page_index: index in the umem to add the page to.
 481  * @page: the page struct to map and add.
 482  * @access_mask: access permissions needed for this page.
 483  * @current_seq: sequence number for synchronization with invalidations.
 484  *               the sequence number is taken from
 485  *               umem_odp->notifiers_seq.
 486  *
 487  * The function returns -EFAULT if the DMA mapping operation fails. It returns
 488  * -EAGAIN if a concurrent invalidation prevents us from updating the page.
 489  *
 490  * The page is released via put_page even if the operation failed. For
 491  * on-demand pinning, the page is released whenever it isn't stored in the
 492  * umem.
 493  */
 494 static int ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 495                 struct ib_umem_odp *umem_odp,
 496                 int page_index,
 497                 struct page *page,
 498                 u64 access_mask,
 499                 unsigned long current_seq)
 500 {
 501         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 502         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 503         dma_addr_t dma_addr;
 504         int remove_existing_mapping = 0;
 505         int ret = 0;
 506
 507         /*
 508          * Note: we avoid writing if seq is different from the initial seq, to
 509          * handle case of a racing notifier. This check also allows us to bail
 510          * early if we have a notifier running in parallel with us.
 511          */
 512         if (ib_umem_mmu_notifier_retry(umem_odp, current_seq)) {
 513                 ret = -EAGAIN;
 514                 goto out;
 515         }
 516         if (!(umem_odp->dma_list[page_index])) {
 517                 dma_addr = ib_dma_map_page(dev,
 518                                            page,
 519                                            0, BIT(umem->page_shift),
 520                                            DMA_BIDIRECTIONAL);
 521                 if (ib_dma_mapping_error(dev, dma_addr)) {
 522                         ret = -EFAULT;
 523                         goto out;
 524                 }
 525                 umem_odp->dma_list[page_index] = dma_addr | access_mask;
 526                 umem_odp->page_list[page_index] = page;
 527                 umem_odp->npages++;
 528         } else if (umem_odp->page_list[page_index] == page) {
 529                 umem_odp->dma_list[page_index] |= access_mask;
 530         } else {
 531                 pr_err("error: got different pages in IB device and from get_user_pages. IB device page: %p, gup page: %p\n",
 532                        umem_odp->page_list[page_index], page);
 533                 /* Better remove the mapping now, to prevent any further
 534                  * damage. */
 535                 remove_existing_mapping = 1;
 536         }
 537
 538 out:
 539         put_page(page);
 540
 541         if (remove_existing_mapping) {
 542                 ib_umem_notifier_start_account(umem_odp);
 543                 umem->context->invalidate_range(
 544                         umem_odp,
 545                         ib_umem_start(umem) + (page_index << umem->page_shift),
 546                         ib_umem_start(umem) +
 547                                 ((page_index + 1) << umem->page_shift));
 548                 ib_umem_notifier_end_account(umem_odp);
 549                 ret = -EAGAIN;
 550         }
 551
 552         return ret;
 553 }
 554
 555 /**
 556  * ib_umem_odp_map_dma_pages - Pin and DMA map userspace memory in an ODP MR.
 557  *
 558  * Pins the range of pages passed in the argument, and maps them to
 559  * DMA addresses. The DMA addresses of the mapped pages is updated in
 560  * umem_odp->dma_list.
 561  *
 562  * Returns the number of pages mapped in success, negative error code
 563  * for failure.
 564  * An -EAGAIN error code is returned when a concurrent mmu notifier prevents
 565  * the function from completing its task.
 566  * An -ENOENT error code indicates that userspace process is being terminated
 567  * and mm was already destroyed.
 568  * @umem_odp: the umem to map and pin
 569  * @user_virt: the address from which we need to map.
 570  * @bcnt: the minimal number of bytes to pin and map. The mapping might be
 571  *        bigger due to alignment, and may also be smaller in case of an error
 572  *        pinning or mapping a page. The actual pages mapped is returned in
 573  *        the return value.
 574  * @access_mask: bit mask of the requested access permissions for the given
 575  *               range.
 576  * @current_seq: the MMU notifiers sequance value for synchronization with
 577  *               invalidations. the sequance number is read from
 578  *               umem_odp->notifiers_seq before calling this function
 579  */
 580 int ib_umem_odp_map_dma_pages(struct ib_umem_odp *umem_odp, u64 user_virt,
 581                               u64 bcnt, u64 access_mask,
 582                               unsigned long current_seq)
 583 {
 584         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 585         struct task_struct *owning_process  = NULL;
 586         struct mm_struct *owning_mm = umem_odp->umem.owning_mm;
 587         struct page       **local_page_list = NULL;
 588         u64 page_mask, off;
 589         int j, k, ret = 0, start_idx, npages = 0, page_shift;
 590         unsigned int flags = 0;
 591         phys_addr_t p = 0;
 592
 593         if (access_mask == 0)
 594                 return -EINVAL;
 595
 596         if (user_virt < ib_umem_start(umem) ||
 597             user_virt + bcnt > ib_umem_end(umem))
 598                 return -EFAULT;
 599
 600         local_page_list = (struct page **)__get_free_page(GFP_KERNEL);
 601         if (!local_page_list)
 602                 return -ENOMEM;
 603
 604         page_shift = umem->page_shift;
 605         page_mask = ~(BIT(page_shift) - 1);
 606         off = user_virt & (~page_mask);
 607         user_virt = user_virt & page_mask;
 608         bcnt += off; /* Charge for the first page offset as well. */
 609
 610         /*
 611          * owning_process is allowed to be NULL, this means somehow the mm is
 612          * existing beyond the lifetime of the originating process.. Presumably
 613          * mmget_not_zero will fail in this case.
 614          */
 615         owning_process = get_pid_task(umem_odp->per_mm->tgid, PIDTYPE_PID);
 616         if (!owning_process || !mmget_not_zero(owning_mm)) {
 617                 ret = -EINVAL;
 618                 goto out_put_task;
 619         }
 620
 621         if (access_mask & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT)
 622                 flags |= FOLL_WRITE;
 623
 624         start_idx = (user_virt - ib_umem_start(umem)) >> page_shift;
 625         k = start_idx;
 626
 627         while (bcnt > 0) {
 628                 const size_t gup_num_pages = min_t(size_t,
 629                                 (bcnt + BIT(page_shift) - 1) >> page_shift,
 630                                 PAGE_SIZE / sizeof(struct page *));
 631
 632                 down_read(&owning_mm->mmap_sem);
 633                 /*
 634                  * Note: this might result in redundent page getting. We can
 635                  * avoid this by checking dma_list to be 0 before calling
 636                  * get_user_pages. However, this make the code much more
 637                  * complex (and doesn't gain us much performance in most use
 638                  * cases).
 639                  */
 640                 npages = get_user_pages_remote(owning_process, owning_mm,
 641                                 user_virt, gup_num_pages,
 642                                 flags, local_page_list, NULL, NULL);
 643                 up_read(&owning_mm->mmap_sem);
 644
 645                 if (npages < 0) {
 646                         if (npages != -EAGAIN)
 647                                 pr_warn("fail to get %zu user pages with error %d\n", gup_num_pages, npages);
 648                         else
 649                                 pr_debug("fail to get %zu user pages with error %d\n", gup_num_pages, npages);
 650                         break;
 651                 }
 652
 653                 bcnt -= min_t(size_t, npages << PAGE_SHIFT, bcnt);
 654                 mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
 655                 for (j = 0; j < npages; j++, user_virt += PAGE_SIZE) {
 656                         if (user_virt & ~page_mask) {
 657                                 p += PAGE_SIZE;
 658                                 if (page_to_phys(local_page_list[j]) != p) {
 659                                         ret = -EFAULT;
 660                                         break;
 661                                 }
 662                                 put_page(local_page_list[j]);
 663                                 continue;
 664                         }
 665
 666                         ret = ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 667                                         umem_odp, k, local_page_list[j],
 668                                         access_mask, current_seq);
 669                         if (ret < 0) {
 670                                 if (ret != -EAGAIN)
 671                                         pr_warn("ib_umem_odp_map_dma_single_page failed with error %d\n", ret);
 672                                 else
 673                                         pr_debug("ib_umem_odp_map_dma_single_page failed with error %d\n", ret);
 674                                 break;
 675                         }
 676
 677                         p = page_to_phys(local_page_list[j]);
 678                         k++;
 679                 }
 680                 mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 681
 682                 if (ret < 0) {
 683                         /*
 684                          * Release pages, remembering that the first page
 685                          * to hit an error was already released by
 686                          * ib_umem_odp_map_dma_single_page().
 687                          */
 688                         if (npages - (j + 1) > 0)
 689                                 release_pages(&local_page_list[j+1],
 690                                               npages - (j + 1));
 691                         break;
 692                 }
 693         }
 694
 695         if (ret >= 0) {
 696                 if (npages < 0 && k == start_idx)
 697                         ret = npages;
 698                 else
 699                         ret = k - start_idx;
 700         }
 701
 702         mmput(owning_mm);
 703 out_put_task:
 704         if (owning_process)
 705                 put_task_struct(owning_process);
 706         free_page((unsigned long)local_page_list);
 707         return ret;
 708 }
 709 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_map_dma_pages);
 710
 711 void ib_umem_odp_unmap_dma_pages(struct ib_umem_odp *umem_odp, u64 virt,
 712                                  u64 bound)
 713 {
 714         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 715         int idx;
 716         u64 addr;
 717         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 718
 719         virt  = max_t(u64, virt,  ib_umem_start(umem));
 720         bound = min_t(u64, bound, ib_umem_end(umem));
 721         /* Note that during the run of this function, the
 722          * notifiers_count of the MR is > 0, preventing any racing
 723          * faults from completion. We might be racing with other
 724          * invalidations, so we must make sure we free each page only
 725          * once. */
 726         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
 727         for (addr = virt; addr < bound; addr += BIT(umem->page_shift)) {
 728                 idx = (addr - ib_umem_start(umem)) >> umem->page_shift;
 729                 if (umem_odp->page_list[idx]) {
 730                         struct page *page = umem_odp->page_list[idx];
 731                         dma_addr_t dma = umem_odp->dma_list[idx];
 732                         dma_addr_t dma_addr = dma & ODP_DMA_ADDR_MASK;
 733
 734                         WARN_ON(!dma_addr);
 735
 736                         ib_dma_unmap_page(dev, dma_addr, PAGE_SIZE,
 737                                           DMA_BIDIRECTIONAL);
 738                         if (dma & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT) {
 739                                 struct page *head_page = compound_head(page);
 740                                 /*
 741                                  * set_page_dirty prefers being called with
 742                                  * the page lock. However, MMU notifiers are
 743                                  * called sometimes with and sometimes without
 744                                  * the lock. We rely on the umem_mutex instead
 745                                  * to prevent other mmu notifiers from
 746                                  * continuing and allowing the page mapping to
 747                                  * be removed.
 748                                  */
 749                                 set_page_dirty(head_page);
 750                         }
 751                         umem_odp->page_list[idx] = NULL;
 752                         umem_odp->dma_list[idx] = 0;
 753                         umem_odp->npages--;
 754                 }
 755         }
 756         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 757 }
 758 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_unmap_dma_pages);
 759
 760 /* @last is not a part of the interval. See comment for function
 761  * node_last.
 762  */
 763 int rbt_ib_umem_for_each_in_range(struct rb_root_cached *root,
 764                                   u64 start, u64 last,
 765                                   umem_call_back cb,
 766                                   bool blockable,
 767                                   void *cookie)
 768 {
 769         int ret_val = 0;
 770         struct umem_odp_node *node, *next;
 771         struct ib_umem_odp *umem;
 772
 773         if (unlikely(start == last))
 774                 return ret_val;
 775
 776         for (node = rbt_ib_umem_iter_first(root, start, last - 1);
 777                         node; node = next) {
 778                 /* TODO move the blockable decision up to the callback */
 779                 if (!blockable)
 780                         return -EAGAIN;
 781                 next = rbt_ib_umem_iter_next(node, start, last - 1);
 782                 umem = container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 783                 ret_val = cb(umem, start, last, cookie) || ret_val;
 784         }
 785
 786         return ret_val;
 787 }
 788 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_for_each_in_range);
 789
 790 struct ib_umem_odp *rbt_ib_umem_lookup(struct rb_root_cached *root,
 791                                        u64 addr, u64 length)
 792 {
 793         struct umem_odp_node *node;
 794
 795         node = rbt_ib_umem_iter_first(root, addr, addr + length - 1);
 796         if (node)
 797                 return container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 798         return NULL;
 799
 800 }
 801 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_lookup);