Quelle  mprotect.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  mm/mprotect.c
 *
 *  (C) Copyright 1994 Linus Torvalds
 *  (C) Copyright 2002 Christoph Hellwig
 *
 *  Address space accounting code <alan@lxorguk.ukuu.org.uk>
 *  (C) Copyright 2002 Red Hat Inc, All Rights Reserved
 */

#include <linux/pagewalk.h>
#include <linux/hugetlb.h>
#include <linux/shm.h>
#include <linux/mman.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/highmem.h>
#include <linux/security.h>
#include <linux/mempolicy.h>
#include <linux/personality.h>
#include <linux/syscalls.h>
#include <linux/swap.h>
#include <linux/swapops.h>
#include <linux/mmu_notifier.h>
#include <linux/migrate.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <linux/pkeys.h>
#include <linux/ksm.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/mm_inline.h>
#include <linux/pgtable.h>
#include <linux/sched/sysctl.h>
#include <linux/userfaultfd_k.h>
#include <linux/memory-tiers.h>
#include <uapi/linux/mman.h>
#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/tlbflush.h>
#include <asm/tlb.h>

#include "internal.h"

static bool maybe_change_pte_writable(struct vm_area_struct *vma, pte_t pte)
{
 if (WARN_ON_ONCE(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
  return false;

 /* Don't touch entries that are not even readable. */
 if (pte_protnone(pte))
  return false;

 /* Do we need write faults for softdirty tracking? */
 if (pte_needs_soft_dirty_wp(vma, pte))
  return false;

 /* Do we need write faults for uffd-wp tracking? */
 if (userfaultfd_pte_wp(vma, pte))
  return false;

 return true;
}

static bool can_change_private_pte_writable(struct vm_area_struct *vma,
         unsigned long addr, pte_t pte)
{
 struct page *page;

 if (!maybe_change_pte_writable(vma, pte))
  return false;

 /*
 * Writable MAP_PRIVATE mapping: We can only special-case on
 * exclusive anonymous pages, because we know that our
 * write-fault handler similarly would map them writable without
 * any additional checks while holding the PT lock.
 */
 page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
 return page && PageAnon(page) && PageAnonExclusive(page);
}

static bool can_change_shared_pte_writable(struct vm_area_struct *vma,
        pte_t pte)
{
 if (!maybe_change_pte_writable(vma, pte))
  return false;

 VM_WARN_ON_ONCE(is_zero_pfn(pte_pfn(pte)) && pte_dirty(pte));

 /*
 * Writable MAP_SHARED mapping: "clean" might indicate that the FS still
 * needs a real write-fault for writenotify
 * (see vma_wants_writenotify()). If "dirty", the assumption is that the
 * FS was already notified and we can simply mark the PTE writable
 * just like the write-fault handler would do.
 */
 return pte_dirty(pte);
}

bool can_change_pte_writable(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
        pte_t pte)
{
 if (!(vma->vm_flags & VM_SHARED))
  return can_change_private_pte_writable(vma, addr, pte);

 return can_change_shared_pte_writable(vma, pte);
}

static int mprotect_folio_pte_batch(struct folio *folio, pte_t *ptep,
        pte_t pte, int max_nr_ptes, fpb_t flags)
{
 /* No underlying folio, so cannot batch */
 if (!folio)
  return 1;

 if (!folio_test_large(folio))
  return 1;

 return folio_pte_batch_flags(folio, NULL, ptep, &pte, max_nr_ptes, flags);
}

static bool prot_numa_skip(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
      pte_t oldpte, pte_t *pte, int target_node,
      struct folio *folio)
{
 bool ret = true;
 bool toptier;
 int nid;

 /* Avoid TLB flush if possible */
 if (pte_protnone(oldpte))
  goto skip;

 if (!folio)
  goto skip;

 if (folio_is_zone_device(folio) || folio_test_ksm(folio))
  goto skip;

 /* Also skip shared copy-on-write pages */
 if (is_cow_mapping(vma->vm_flags) &&
     (folio_maybe_dma_pinned(folio) || folio_maybe_mapped_shared(folio)))
  goto skip;

 /*
 * While migration can move some dirty pages,
 * it cannot move them all from MIGRATE_ASYNC
 * context.
 */
 if (folio_is_file_lru(folio) && folio_test_dirty(folio))
  goto skip;

 /*
 * Don't mess with PTEs if page is already on the node
 * a single-threaded process is running on.
 */
 nid = folio_nid(folio);
 if (target_node == nid)
  goto skip;

 toptier = node_is_toptier(nid);

 /*
 * Skip scanning top tier node if normal numa
 * balancing is disabled
 */
 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_NORMAL) && toptier)
  goto skip;

 ret = false;
 if (folio_use_access_time(folio))
  folio_xchg_access_time(folio, jiffies_to_msecs(jiffies));

skip:
 return ret;
}

/* Set nr_ptes number of ptes, starting from idx */
static void prot_commit_flush_ptes(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
  pte_t *ptep, pte_t oldpte, pte_t ptent, int nr_ptes,
  int idx, bool set_write, struct mmu_gather *tlb)
{
 /*
 * Advance the position in the batch by idx; note that if idx > 0,
 * then the nr_ptes passed here is <= batch size - idx.
 */
 addr += idx * PAGE_SIZE;
 ptep += idx;
 oldpte = pte_advance_pfn(oldpte, idx);
 ptent = pte_advance_pfn(ptent, idx);

 if (set_write)
  ptent = pte_mkwrite(ptent, vma);

 modify_prot_commit_ptes(vma, addr, ptep, oldpte, ptent, nr_ptes);
 if (pte_needs_flush(oldpte, ptent))
  tlb_flush_pte_range(tlb, addr, nr_ptes * PAGE_SIZE);
}

/*
 * Get max length of consecutive ptes pointing to PageAnonExclusive() pages or
 * !PageAnonExclusive() pages, starting from start_idx. Caller must enforce
 * that the ptes point to consecutive pages of the same anon large folio.
 */
static int page_anon_exclusive_sub_batch(int start_idx, int max_len,
  struct page *first_page, bool expected_anon_exclusive)
{
 int idx;

 for (idx = start_idx + 1; idx < start_idx + max_len; ++idx) {
  if (expected_anon_exclusive != PageAnonExclusive(first_page + idx))
   break;
 }
 return idx - start_idx;
}

/*
 * This function is a result of trying our very best to retain the
 * "avoid the write-fault handler" optimization. In can_change_pte_writable(),
 * if the vma is a private vma, and we cannot determine whether to change
 * the pte to writable just from the vma and the pte, we then need to look
 * at the actual page pointed to by the pte. Unfortunately, if we have a
 * batch of ptes pointing to consecutive pages of the same anon large folio,
 * the anon-exclusivity (or the negation) of the first page does not guarantee
 * the anon-exclusivity (or the negation) of the other pages corresponding to
 * the pte batch; hence in this case it is incorrect to decide to change or
 * not change the ptes to writable just by using information from the first
 * pte of the batch. Therefore, we must individually check all pages and
 * retrieve sub-batches.
 */
static void commit_anon_folio_batch(struct vm_area_struct *vma,
  struct folio *folio, struct page *first_page, unsigned long addr, pte_t *ptep,
  pte_t oldpte, pte_t ptent, int nr_ptes, struct mmu_gather *tlb)
{
 bool expected_anon_exclusive;
 int sub_batch_idx = 0;
 int len;

 while (nr_ptes) {
  expected_anon_exclusive = PageAnonExclusive(first_page + sub_batch_idx);
  len = page_anon_exclusive_sub_batch(sub_batch_idx, nr_ptes,
     first_page, expected_anon_exclusive);
  prot_commit_flush_ptes(vma, addr, ptep, oldpte, ptent, len,
           sub_batch_idx, expected_anon_exclusive, tlb);
  sub_batch_idx += len;
  nr_ptes -= len;
 }
}

static void set_write_prot_commit_flush_ptes(struct vm_area_struct *vma,
  struct folio *folio, struct page *page, unsigned long addr, pte_t *ptep,
  pte_t oldpte, pte_t ptent, int nr_ptes, struct mmu_gather *tlb)
{
 bool set_write;

 if (vma->vm_flags & VM_SHARED) {
  set_write = can_change_shared_pte_writable(vma, ptent);
  prot_commit_flush_ptes(vma, addr, ptep, oldpte, ptent, nr_ptes,
           /* idx = */ 0, set_write, tlb);
  return;
 }

 set_write = maybe_change_pte_writable(vma, ptent) &&
      (folio && folio_test_anon(folio));
 if (!set_write) {
  prot_commit_flush_ptes(vma, addr, ptep, oldpte, ptent, nr_ptes,
           /* idx = */ 0, set_write, tlb);
  return;
 }
 commit_anon_folio_batch(vma, folio, page, addr, ptep, oldpte, ptent, nr_ptes, tlb);
}

static long change_pte_range(struct mmu_gather *tlb,
  struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd, unsigned long addr,
  unsigned long end, pgprot_t newprot, unsigned long cp_flags)
{
 pte_t *pte, oldpte;
 spinlock_t *ptl;
 long pages = 0;
 int target_node = NUMA_NO_NODE;
 bool prot_numa = cp_flags & MM_CP_PROT_NUMA;
 bool uffd_wp = cp_flags & MM_CP_UFFD_WP;
 bool uffd_wp_resolve = cp_flags & MM_CP_UFFD_WP_RESOLVE;
 int nr_ptes;

 tlb_change_page_size(tlb, PAGE_SIZE);
 pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
 if (!pte)
  return -EAGAIN;

 /* Get target node for single threaded private VMAs */
 if (prot_numa && !(vma->vm_flags & VM_SHARED) &&
     atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users) == 1)
  target_node = numa_node_id();

 flush_tlb_batched_pending(vma->vm_mm);
 arch_enter_lazy_mmu_mode();
 do {
  nr_ptes = 1;
  oldpte = ptep_get(pte);
  if (pte_present(oldpte)) {
   const fpb_t flags = FPB_RESPECT_SOFT_DIRTY | FPB_RESPECT_WRITE;
   int max_nr_ptes = (end - addr) >> PAGE_SHIFT;
   struct folio *folio = NULL;
   struct page *page;
   pte_t ptent;

   page = vm_normal_page(vma, addr, oldpte);
   if (page)
    folio = page_folio(page);
   /*
 * Avoid trapping faults against the zero or KSM
 * pages. See similar comment in change_huge_pmd.
 */
   if (prot_numa) {
    int ret = prot_numa_skip(vma, addr, oldpte, pte,
        target_node, folio);
    if (ret) {

     /* determine batch to skip */
     nr_ptes = mprotect_folio_pte_batch(folio,
        pte, oldpte, max_nr_ptes, /* flags = */ 0);
     continue;
    }
   }

   nr_ptes = mprotect_folio_pte_batch(folio, pte, oldpte, max_nr_ptes, flags);

   oldpte = modify_prot_start_ptes(vma, addr, pte, nr_ptes);
   ptent = pte_modify(oldpte, newprot);

   if (uffd_wp)
    ptent = pte_mkuffd_wp(ptent);
   else if (uffd_wp_resolve)
    ptent = pte_clear_uffd_wp(ptent);

   /*
 * In some writable, shared mappings, we might want
 * to catch actual write access -- see
 * vma_wants_writenotify().
 *
 * In all writable, private mappings, we have to
 * properly handle COW.
 *
 * In both cases, we can sometimes still change PTEs
 * writable and avoid the write-fault handler, for
 * example, if a PTE is already dirty and no other
 * COW or special handling is required.
 */
   if ((cp_flags & MM_CP_TRY_CHANGE_WRITABLE) &&
        !pte_write(ptent))
    set_write_prot_commit_flush_ptes(vma, folio, page,
    addr, pte, oldpte, ptent, nr_ptes, tlb);
   else
    prot_commit_flush_ptes(vma, addr, pte, oldpte, ptent,
     nr_ptes, /* idx = */ 0, /* set_write = */ false, tlb);
   pages += nr_ptes;
  } else if (is_swap_pte(oldpte)) {
   swp_entry_t entry = pte_to_swp_entry(oldpte);
   pte_t newpte;

   if (is_writable_migration_entry(entry)) {
    struct folio *folio = pfn_swap_entry_folio(entry);

    /*
 * A protection check is difficult so
 * just be safe and disable write
 */
    if (folio_test_anon(folio))
     entry = make_readable_exclusive_migration_entry(
            swp_offset(entry));
    else
     entry = make_readable_migration_entry(swp_offset(entry));
    newpte = swp_entry_to_pte(entry);
    if (pte_swp_soft_dirty(oldpte))
     newpte = pte_swp_mksoft_dirty(newpte);
   } else if (is_writable_device_private_entry(entry)) {
    /*
 * We do not preserve soft-dirtiness. See
 * copy_nonpresent_pte() for explanation.
 */
    entry = make_readable_device_private_entry(
       swp_offset(entry));
    newpte = swp_entry_to_pte(entry);
    if (pte_swp_uffd_wp(oldpte))
     newpte = pte_swp_mkuffd_wp(newpte);
   } else if (is_pte_marker_entry(entry)) {
    /*
 * Ignore error swap entries unconditionally,
 * because any access should sigbus/sigsegv
 * anyway.
 */
    if (is_poisoned_swp_entry(entry) ||
        is_guard_swp_entry(entry))
     continue;
    /*
 * If this is uffd-wp pte marker and we'd like
 * to unprotect it, drop it; the next page
 * fault will trigger without uffd trapping.
 */
    if (uffd_wp_resolve) {
     pte_clear(vma->vm_mm, addr, pte);
     pages++;
    }
    continue;
   } else {
    newpte = oldpte;
   }

   if (uffd_wp)
    newpte = pte_swp_mkuffd_wp(newpte);
   else if (uffd_wp_resolve)
    newpte = pte_swp_clear_uffd_wp(newpte);

   if (!pte_same(oldpte, newpte)) {
    set_pte_at(vma->vm_mm, addr, pte, newpte);
    pages++;
   }
  } else {
   /* It must be an none page, or what else?.. */
   WARN_ON_ONCE(!pte_none(oldpte));

   /*
 * Nobody plays with any none ptes besides
 * userfaultfd when applying the protections.
 */
   if (likely(!uffd_wp))
    continue;

   if (userfaultfd_wp_use_markers(vma)) {
    /*
 * For file-backed mem, we need to be able to
 * wr-protect a none pte, because even if the
 * pte is none, the page/swap cache could
 * exist.  Doing that by install a marker.
 */
    set_pte_at(vma->vm_mm, addr, pte,
        make_pte_marker(PTE_MARKER_UFFD_WP));
    pages++;
   }
  }
 } while (pte += nr_ptes, addr += nr_ptes * PAGE_SIZE, addr != end);
 arch_leave_lazy_mmu_mode();
 pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);

 return pages;
}

/*
 * Return true if we want to split THPs into PTE mappings in change
 * protection procedure, false otherwise.
 */
static inline bool
pgtable_split_needed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long cp_flags)
{
 /*
 * pte markers only resides in pte level, if we need pte markers,
 * we need to split.  For example, we cannot wr-protect a file thp
 * (e.g. 2M shmem) because file thp is handled differently when
 * split by erasing the pmd so far.
 */
 return (cp_flags & MM_CP_UFFD_WP) && !vma_is_anonymous(vma);
}

/*
 * Return true if we want to populate pgtables in change protection
 * procedure, false otherwise
 */
static inline bool
pgtable_populate_needed(struct vm_area_struct *vma, unsigned long cp_flags)
{
 /* If not within ioctl(UFFDIO_WRITEPROTECT), then don't bother */
 if (!(cp_flags & MM_CP_UFFD_WP))
  return false;

 /* Populate if the userfaultfd mode requires pte markers */
 return userfaultfd_wp_use_markers(vma);
}

/*
 * Populate the pgtable underneath for whatever reason if requested.
 * When {pte|pmd|...}_alloc() failed we treat it the same way as pgtable
 * allocation failures during page faults by kicking OOM and returning
 * error.
 */
#define  change_pmd_prepare(vma, pmd, cp_flags)    \
 ({        \
  long err = 0;      \
  if (unlikely(pgtable_populate_needed(vma, cp_flags))) { \
   if (pte_alloc(vma->vm_mm, pmd))   \
    err = -ENOMEM;    \
  }       \
  err;       \
 })

/*
 * This is the general pud/p4d/pgd version of change_pmd_prepare(). We need to
 * have separate change_pmd_prepare() because pte_alloc() returns 0 on success,
 * while {pmd|pud|p4d}_alloc() returns the valid pointer on success.
 */
#define  change_prepare(vma, high, low, addr, cp_flags)   \
   ({        \
  long err = 0;      \
  if (unlikely(pgtable_populate_needed(vma, cp_flags))) { \
   low##_t *p = low##_alloc(vma->vm_mm, high, addr); \
   if (p == NULL)     \
    err = -ENOMEM;    \
  }       \
  err;       \
 })

static inline long change_pmd_range(struct mmu_gather *tlb,
  struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud, unsigned long addr,
  unsigned long end, pgprot_t newprot, unsigned long cp_flags)
{
 pmd_t *pmd;
 unsigned long next;
 long pages = 0;
 unsigned long nr_huge_updates = 0;

 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 do {
  long ret;
  pmd_t _pmd;
again:
  next = pmd_addr_end(addr, end);

  ret = change_pmd_prepare(vma, pmd, cp_flags);
  if (ret) {
   pages = ret;
   break;
  }

  if (pmd_none(*pmd))
   goto next;

  _pmd = pmdp_get_lockless(pmd);
  if (is_swap_pmd(_pmd) || pmd_trans_huge(_pmd)) {
   if ((next - addr != HPAGE_PMD_SIZE) ||
       pgtable_split_needed(vma, cp_flags)) {
    __split_huge_pmd(vma, pmd, addr, false);
    /*
 * For file-backed, the pmd could have been
 * cleared; make sure pmd populated if
 * necessary, then fall-through to pte level.
 */
    ret = change_pmd_prepare(vma, pmd, cp_flags);
    if (ret) {
     pages = ret;
     break;
    }
   } else {
    ret = change_huge_pmd(tlb, vma, pmd,
      addr, newprot, cp_flags);
    if (ret) {
     if (ret == HPAGE_PMD_NR) {
      pages += HPAGE_PMD_NR;
      nr_huge_updates++;
     }

     /* huge pmd was handled */
     goto next;
    }
   }
   /* fall through, the trans huge pmd just split */
  }

  ret = change_pte_range(tlb, vma, pmd, addr, next, newprot,
           cp_flags);
  if (ret < 0)
   goto again;
  pages += ret;
next:
  cond_resched();
 } while (pmd++, addr = next, addr != end);

 if (nr_huge_updates)
  count_vm_numa_events(NUMA_HUGE_PTE_UPDATES, nr_huge_updates);
 return pages;
}

static inline long change_pud_range(struct mmu_gather *tlb,
  struct vm_area_struct *vma, p4d_t *p4d, unsigned long addr,
  unsigned long end, pgprot_t newprot, unsigned long cp_flags)
{
 struct mmu_notifier_range range;
 pud_t *pudp, pud;
 unsigned long next;
 long pages = 0, ret;

 range.start = 0;

 pudp = pud_offset(p4d, addr);
 do {
again:
  next = pud_addr_end(addr, end);
  ret = change_prepare(vma, pudp, pmd, addr, cp_flags);
  if (ret) {
   pages = ret;
   break;
  }

  pud = READ_ONCE(*pudp);
  if (pud_none(pud))
   continue;

  if (!range.start) {
   mmu_notifier_range_init(&range,
      MMU_NOTIFY_PROTECTION_VMA, 0,
      vma->vm_mm, addr, end);
   mmu_notifier_invalidate_range_start(&range);
  }

  if (pud_leaf(pud)) {
   if ((next - addr != PUD_SIZE) ||
       pgtable_split_needed(vma, cp_flags)) {
    __split_huge_pud(vma, pudp, addr);
    goto again;
   } else {
    ret = change_huge_pud(tlb, vma, pudp,
            addr, newprot, cp_flags);
    if (ret == 0)
     goto again;
    /* huge pud was handled */
    if (ret == HPAGE_PUD_NR)
     pages += HPAGE_PUD_NR;
    continue;
   }
  }

  pages += change_pmd_range(tlb, vma, pudp, addr, next, newprot,
       cp_flags);
 } while (pudp++, addr = next, addr != end);

 if (range.start)
  mmu_notifier_invalidate_range_end(&range);

 return pages;
}

static inline long change_p4d_range(struct mmu_gather *tlb,
  struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd, unsigned long addr,
  unsigned long end, pgprot_t newprot, unsigned long cp_flags)
{
 p4d_t *p4d;
 unsigned long next;
 long pages = 0, ret;

 p4d = p4d_offset(pgd, addr);
 do {
  next = p4d_addr_end(addr, end);
  ret = change_prepare(vma, p4d, pud, addr, cp_flags);
  if (ret)
   return ret;
  if (p4d_none_or_clear_bad(p4d))
   continue;
  pages += change_pud_range(tlb, vma, p4d, addr, next, newprot,
       cp_flags);
 } while (p4d++, addr = next, addr != end);

 return pages;
}

static long change_protection_range(struct mmu_gather *tlb,
  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
  unsigned long end, pgprot_t newprot, unsigned long cp_flags)
{
 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 pgd_t *pgd;
 unsigned long next;
 long pages = 0, ret;

 BUG_ON(addr >= end);
 pgd = pgd_offset(mm, addr);
 tlb_start_vma(tlb, vma);
 do {
  next = pgd_addr_end(addr, end);
  ret = change_prepare(vma, pgd, p4d, addr, cp_flags);
  if (ret) {
   pages = ret;
   break;
  }
  if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
   continue;
  pages += change_p4d_range(tlb, vma, pgd, addr, next, newprot,
       cp_flags);
 } while (pgd++, addr = next, addr != end);

 tlb_end_vma(tlb, vma);

 return pages;
}

long change_protection(struct mmu_gather *tlb,
         struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
         unsigned long end, unsigned long cp_flags)
{
 pgprot_t newprot = vma->vm_page_prot;
 long pages;

 BUG_ON((cp_flags & MM_CP_UFFD_WP_ALL) == MM_CP_UFFD_WP_ALL);

#ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 /*
 * Ordinary protection updates (mprotect, uffd-wp, softdirty tracking)
 * are expected to reflect their requirements via VMA flags such that
 * vma_set_page_prot() will adjust vma->vm_page_prot accordingly.
 */
 if (cp_flags & MM_CP_PROT_NUMA)
  newprot = PAGE_NONE;
#else
 WARN_ON_ONCE(cp_flags & MM_CP_PROT_NUMA);
#endif

 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
  pages = hugetlb_change_protection(vma, start, end, newprot,
        cp_flags);
 else
  pages = change_protection_range(tlb, vma, start, end, newprot,
      cp_flags);

 return pages;
}

static int prot_none_pte_entry(pte_t *pte, unsigned long addr,
          unsigned long next, struct mm_walk *walk)
{
 return pfn_modify_allowed(pte_pfn(ptep_get(pte)),
      *(pgprot_t *)(walk->private)) ?
  0 : -EACCES;
}

static int prot_none_hugetlb_entry(pte_t *pte, unsigned long hmask,
       unsigned long addr, unsigned long next,
       struct mm_walk *walk)
{
 return pfn_modify_allowed(pte_pfn(ptep_get(pte)),
      *(pgprot_t *)(walk->private)) ?
  0 : -EACCES;
}

static int prot_none_test(unsigned long addr, unsigned long next,
     struct mm_walk *walk)
{
 return 0;
}

static const struct mm_walk_ops prot_none_walk_ops = {
 .pte_entry  = prot_none_pte_entry,
 .hugetlb_entry  = prot_none_hugetlb_entry,
 .test_walk  = prot_none_test,
 .walk_lock  = PGWALK_WRLOCK,
};

int
mprotect_fixup(struct vma_iterator *vmi, struct mmu_gather *tlb,
        struct vm_area_struct *vma, struct vm_area_struct **pprev,
        unsigned long start, unsigned long end, vm_flags_t newflags)
{
 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 vm_flags_t oldflags = READ_ONCE(vma->vm_flags);
 long nrpages = (end - start) >> PAGE_SHIFT;
 unsigned int mm_cp_flags = 0;
 unsigned long charged = 0;
 int error;

 if (vma_is_sealed(vma))
  return -EPERM;

 if (newflags == oldflags) {
  *pprev = vma;
  return 0;
 }

 /*
 * Do PROT_NONE PFN permission checks here when we can still
 * bail out without undoing a lot of state. This is a rather
 * uncommon case, so doesn't need to be very optimized.
 */
 if (arch_has_pfn_modify_check() &&
     (oldflags & (VM_PFNMAP|VM_MIXEDMAP)) &&
     (newflags & VM_ACCESS_FLAGS) == 0) {
  pgprot_t new_pgprot = vm_get_page_prot(newflags);

  error = walk_page_range(current->mm, start, end,
    &prot_none_walk_ops, &new_pgprot);
  if (error)
   return error;
 }

 /*
 * If we make a private mapping writable we increase our commit;
 * but (without finer accounting) cannot reduce our commit if we
 * make it unwritable again except in the anonymous case where no
 * anon_vma has yet to be assigned.
 *
 * hugetlb mapping were accounted for even if read-only so there is
 * no need to account for them here.
 */
 if (newflags & VM_WRITE) {
  /* Check space limits when area turns into data. */
  if (!may_expand_vm(mm, newflags, nrpages) &&
    may_expand_vm(mm, oldflags, nrpages))
   return -ENOMEM;
  if (!(oldflags & (VM_ACCOUNT|VM_WRITE|VM_HUGETLB|
      VM_SHARED|VM_NORESERVE))) {
   charged = nrpages;
   if (security_vm_enough_memory_mm(mm, charged))
    return -ENOMEM;
   newflags |= VM_ACCOUNT;
  }
 } else if ((oldflags & VM_ACCOUNT) && vma_is_anonymous(vma) &&
     !vma->anon_vma) {
  newflags &= ~VM_ACCOUNT;
 }

 vma = vma_modify_flags(vmi, *pprev, vma, start, end, newflags);
 if (IS_ERR(vma)) {
  error = PTR_ERR(vma);
  goto fail;
 }

 *pprev = vma;

 /*
 * vm_flags and vm_page_prot are protected by the mmap_lock
 * held in write mode.
 */
 vma_start_write(vma);
 vm_flags_reset_once(vma, newflags);
 if (vma_wants_manual_pte_write_upgrade(vma))
  mm_cp_flags |= MM_CP_TRY_CHANGE_WRITABLE;
 vma_set_page_prot(vma);

 change_protection(tlb, vma, start, end, mm_cp_flags);

 if ((oldflags & VM_ACCOUNT) && !(newflags & VM_ACCOUNT))
  vm_unacct_memory(nrpages);

 /*
 * Private VM_LOCKED VMA becoming writable: trigger COW to avoid major
 * fault on access.
 */
 if ((oldflags & (VM_WRITE | VM_SHARED | VM_LOCKED)) == VM_LOCKED &&
   (newflags & VM_WRITE)) {
  populate_vma_page_range(vma, start, end, NULL);
 }

 vm_stat_account(mm, oldflags, -nrpages);
 vm_stat_account(mm, newflags, nrpages);
 perf_event_mmap(vma);
 return 0;

fail:
 vm_unacct_memory(charged);
 return error;
}

/*
 * pkey==-1 when doing a legacy mprotect()
 */
static int do_mprotect_pkey(unsigned long start, size_t len,
  unsigned long prot, int pkey)
{
 unsigned long nstart, end, tmp, reqprot;
 struct vm_area_struct *vma, *prev;
 int error;
 const int grows = prot & (PROT_GROWSDOWN|PROT_GROWSUP);
 const bool rier = (current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) &&
    (prot & PROT_READ);
 struct mmu_gather tlb;
 struct vma_iterator vmi;

 start = untagged_addr(start);

 prot &= ~(PROT_GROWSDOWN|PROT_GROWSUP);
 if (grows == (PROT_GROWSDOWN|PROT_GROWSUP)) /* can't be both */
  return -EINVAL;

 if (start & ~PAGE_MASK)
  return -EINVAL;
 if (!len)
  return 0;
 len = PAGE_ALIGN(len);
 end = start + len;
 if (end <= start)
  return -ENOMEM;
 if (!arch_validate_prot(prot, start))
  return -EINVAL;

 reqprot = prot;

 if (mmap_write_lock_killable(current->mm))
  return -EINTR;

 /*
 * If userspace did not allocate the pkey, do not let
 * them use it here.
 */
 error = -EINVAL;
 if ((pkey != -1) && !mm_pkey_is_allocated(current->mm, pkey))
  goto out;

 vma_iter_init(&vmi, current->mm, start);
 vma = vma_find(&vmi, end);
 error = -ENOMEM;
 if (!vma)
  goto out;

 if (unlikely(grows & PROT_GROWSDOWN)) {
  if (vma->vm_start >= end)
   goto out;
  start = vma->vm_start;
  error = -EINVAL;
  if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
   goto out;
 } else {
  if (vma->vm_start > start)
   goto out;
  if (unlikely(grows & PROT_GROWSUP)) {
   end = vma->vm_end;
   error = -EINVAL;
   if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSUP))
    goto out;
  }
 }

 prev = vma_prev(&vmi);
 if (start > vma->vm_start)
  prev = vma;

 tlb_gather_mmu(&tlb, current->mm);
 nstart = start;
 tmp = vma->vm_start;
 for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
  vm_flags_t mask_off_old_flags;
  vm_flags_t newflags;
  int new_vma_pkey;

  if (vma->vm_start != tmp) {
   error = -ENOMEM;
   break;
  }

  /* Does the application expect PROT_READ to imply PROT_EXEC */
  if (rier && (vma->vm_flags & VM_MAYEXEC))
   prot |= PROT_EXEC;

  /*
 * Each mprotect() call explicitly passes r/w/x permissions.
 * If a permission is not passed to mprotect(), it must be
 * cleared from the VMA.
 */
  mask_off_old_flags = VM_ACCESS_FLAGS | VM_FLAGS_CLEAR;

  new_vma_pkey = arch_override_mprotect_pkey(vma, prot, pkey);
  newflags = calc_vm_prot_bits(prot, new_vma_pkey);
  newflags |= (vma->vm_flags & ~mask_off_old_flags);

  /* newflags >> 4 shift VM_MAY% in place of VM_% */
  if ((newflags & ~(newflags >> 4)) & VM_ACCESS_FLAGS) {
   error = -EACCES;
   break;
  }

  if (map_deny_write_exec(vma->vm_flags, newflags)) {
   error = -EACCES;
   break;
  }

  /* Allow architectures to sanity-check the new flags */
  if (!arch_validate_flags(newflags)) {
   error = -EINVAL;
   break;
  }

  error = security_file_mprotect(vma, reqprot, prot);
  if (error)
   break;

  tmp = vma->vm_end;
  if (tmp > end)
   tmp = end;

  if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->mprotect) {
   error = vma->vm_ops->mprotect(vma, nstart, tmp, newflags);
   if (error)
    break;
  }

  error = mprotect_fixup(&vmi, &tlb, vma, &prev, nstart, tmp, newflags);
  if (error)
   break;

  tmp = vma_iter_end(&vmi);
  nstart = tmp;
  prot = reqprot;
 }
 tlb_finish_mmu(&tlb);

 if (!error && tmp < end)
  error = -ENOMEM;

out:
 mmap_write_unlock(current->mm);
 return error;
}

SYSCALL_DEFINE3(mprotect, unsigned long, start, size_t, len,
  unsigned long, prot)
{
 return do_mprotect_pkey(start, len, prot, -1);
}

#ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS

SYSCALL_DEFINE4(pkey_mprotect, unsigned long, start, size_t, len,
  unsigned long, prot, int, pkey)
{
 return do_mprotect_pkey(start, len, prot, pkey);
}

SYSCALL_DEFINE2(pkey_alloc, unsigned long, flags, unsigned long, init_val)
{
 int pkey;
 int ret;

 /* No flags supported yet. */
 if (flags)
  return -EINVAL;
 /* check for unsupported init values */
 if (init_val & ~PKEY_ACCESS_MASK)
  return -EINVAL;

 mmap_write_lock(current->mm);
 pkey = mm_pkey_alloc(current->mm);

 ret = -ENOSPC;
 if (pkey == -1)
  goto out;

 ret = arch_set_user_pkey_access(current, pkey, init_val);
 if (ret) {
  mm_pkey_free(current->mm, pkey);
  goto out;
 }
 ret = pkey;
out:
 mmap_write_unlock(current->mm);
 return ret;
}

SYSCALL_DEFINE1(pkey_free, int, pkey)
{
 int ret;

 mmap_write_lock(current->mm);
 ret = mm_pkey_free(current->mm, pkey);
 mmap_write_unlock(current->mm);

 /*
 * We could provide warnings or errors if any VMA still
 * has the pkey set here.
 */
 return ret;
}

#endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PKEYS */