io_uring/rsrc: inline switch_start fast path
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / rsrc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/fs.h>
5 #include <linux/file.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/slab.h>
8 #include <linux/nospec.h>
9 #include <linux/hugetlb.h>
10 #include <linux/compat.h>
11 #include <linux/io_uring.h>
12
13 #include <uapi/linux/io_uring.h>
14
15 #include "io_uring.h"
16 #include "openclose.h"
17 #include "rsrc.h"
18
19 struct io_rsrc_update {
20         struct file                     *file;
21         u64                             arg;
22         u32                             nr_args;
23         u32                             offset;
24 };
25
26 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
27                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
28                                   struct page **last_hpage);
29
30 /* only define max */
31 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (1U << 20)
32 #define IORING_MAX_REG_BUFFERS  (1U << 14)
33
34 int __io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
35 {
36         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
37
38         if (!nr_pages)
39                 return 0;
40
41         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
42         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
43
44         cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
45         do {
46                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
47                 if (new_pages > page_limit)
48                         return -ENOMEM;
49         } while (!atomic_long_try_cmpxchg(&user->locked_vm,
50                                           &cur_pages, new_pages));
51         return 0;
52 }
53
54 static void io_unaccount_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
55 {
56         if (ctx->user)
57                 __io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
58
59         if (ctx->mm_account)
60                 atomic64_sub(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
61 }
62
63 static int io_account_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
64 {
65         int ret;
66
67         if (ctx->user) {
68                 ret = __io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
69                 if (ret)
70                         return ret;
71         }
72
73         if (ctx->mm_account)
74                 atomic64_add(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
75
76         return 0;
77 }
78
79 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
80                        void __user *arg, unsigned index)
81 {
82         struct iovec __user *src;
83
84 #ifdef CONFIG_COMPAT
85         if (ctx->compat) {
86                 struct compat_iovec __user *ciovs;
87                 struct compat_iovec ciov;
88
89                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
90                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
91                         return -EFAULT;
92
93                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
94                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
95                 return 0;
96         }
97 #endif
98         src = (struct iovec __user *) arg;
99         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
100                 return -EFAULT;
101         return 0;
102 }
103
104 static int io_buffer_validate(struct iovec *iov)
105 {
106         unsigned long tmp, acct_len = iov->iov_len + (PAGE_SIZE - 1);
107
108         /*
109          * Don't impose further limits on the size and buffer
110          * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
111          * submitted if they are wrong.
112          */
113         if (!iov->iov_base)
114                 return iov->iov_len ? -EFAULT : 0;
115         if (!iov->iov_len)
116                 return -EFAULT;
117
118         /* arbitrary limit, but we need something */
119         if (iov->iov_len > SZ_1G)
120                 return -EFAULT;
121
122         if (check_add_overflow((unsigned long)iov->iov_base, acct_len, &tmp))
123                 return -EOVERFLOW;
124
125         return 0;
126 }
127
128 static void io_buffer_unmap(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_mapped_ubuf **slot)
129 {
130         struct io_mapped_ubuf *imu = *slot;
131         unsigned int i;
132
133         if (imu != ctx->dummy_ubuf) {
134                 for (i = 0; i < imu->nr_bvecs; i++)
135                         unpin_user_page(imu->bvec[i].bv_page);
136                 if (imu->acct_pages)
137                         io_unaccount_mem(ctx, imu->acct_pages);
138                 kvfree(imu);
139         }
140         *slot = NULL;
141 }
142
143 static void io_rsrc_put_work_one(struct io_rsrc_data *rsrc_data,
144                                  struct io_rsrc_put *prsrc)
145 {
146         struct io_ring_ctx *ctx = rsrc_data->ctx;
147
148         if (prsrc->tag)
149                 io_post_aux_cqe(ctx, prsrc->tag, 0, 0);
150         rsrc_data->do_put(ctx, prsrc);
151 }
152
153 static void __io_rsrc_put_work(struct io_rsrc_node *ref_node)
154 {
155         struct io_rsrc_data *rsrc_data = ref_node->rsrc_data;
156         struct io_rsrc_put *prsrc, *tmp;
157
158         if (ref_node->inline_items)
159                 io_rsrc_put_work_one(rsrc_data, &ref_node->item);
160
161         list_for_each_entry_safe(prsrc, tmp, &ref_node->item_list, list) {
162                 list_del(&prsrc->list);
163                 io_rsrc_put_work_one(rsrc_data, prsrc);
164                 kfree(prsrc);
165         }
166
167         io_rsrc_node_destroy(rsrc_data->ctx, ref_node);
168 }
169
170 void io_rsrc_node_destroy(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_node *node)
171 {
172         if (!io_alloc_cache_put(&ctx->rsrc_node_cache, &node->cache))
173                 kfree(node);
174 }
175
176 void io_rsrc_node_ref_zero(struct io_rsrc_node *node)
177         __must_hold(&node->rsrc_data->ctx->uring_lock)
178 {
179         struct io_ring_ctx *ctx = node->rsrc_data->ctx;
180
181         while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)) {
182                 node = list_first_entry(&ctx->rsrc_ref_list,
183                                             struct io_rsrc_node, node);
184                 /* recycle ref nodes in order */
185                 if (node->refs)
186                         break;
187                 list_del(&node->node);
188                 __io_rsrc_put_work(node);
189         }
190         if (list_empty(&ctx->rsrc_ref_list) && unlikely(ctx->rsrc_quiesce))
191                 wake_up_all(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
192 }
193
194 struct io_rsrc_node *io_rsrc_node_alloc(struct io_ring_ctx *ctx)
195 {
196         struct io_rsrc_node *ref_node;
197         struct io_cache_entry *entry;
198
199         entry = io_alloc_cache_get(&ctx->rsrc_node_cache);
200         if (entry) {
201                 ref_node = container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache);
202         } else {
203                 ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
204                 if (!ref_node)
205                         return NULL;
206         }
207
208         ref_node->rsrc_data = NULL;
209         ref_node->refs = 1;
210         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->node);
211         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->item_list);
212         ref_node->inline_items = 0;
213         return ref_node;
214 }
215
216 void io_rsrc_node_switch(struct io_ring_ctx *ctx,
217                          struct io_rsrc_data *data_to_kill)
218         __must_hold(&ctx->uring_lock)
219 {
220         struct io_rsrc_node *node = ctx->rsrc_node;
221         struct io_rsrc_node *backup = io_rsrc_node_alloc(ctx);
222
223         if (WARN_ON_ONCE(!backup))
224                 return;
225
226         node->rsrc_data = data_to_kill;
227         list_add_tail(&node->node, &ctx->rsrc_ref_list);
228         /* put master ref */
229         io_put_rsrc_node(ctx, node);
230         ctx->rsrc_node = backup;
231 }
232
233 int __io_rsrc_node_switch_start(struct io_ring_ctx *ctx)
234 {
235         struct io_rsrc_node *node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
236
237         if (!node)
238                 return -ENOMEM;
239         io_alloc_cache_put(&ctx->rsrc_node_cache, &node->cache);
240         return 0;
241 }
242
243 __cold static int io_rsrc_ref_quiesce(struct io_rsrc_data *data,
244                                       struct io_ring_ctx *ctx)
245 {
246         DEFINE_WAIT(we);
247         int ret;
248
249         /* As we may drop ->uring_lock, other task may have started quiesce */
250         if (data->quiesce)
251                 return -ENXIO;
252         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
253         if (ret)
254                 return ret;
255         io_rsrc_node_switch(ctx, data);
256
257         if (list_empty(&ctx->rsrc_ref_list))
258                 return 0;
259
260         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
261                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
262                 smp_mb();
263         }
264
265         ctx->rsrc_quiesce++;
266         data->quiesce = true;
267         do {
268                 prepare_to_wait(&ctx->rsrc_quiesce_wq, &we, TASK_INTERRUPTIBLE);
269                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
270
271                 ret = io_run_task_work_sig(ctx);
272                 if (ret < 0) {
273                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
274                         if (list_empty(&ctx->rsrc_ref_list))
275                                 ret = 0;
276                         break;
277                 }
278
279                 schedule();
280                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
281                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
282                 ret = 0;
283         } while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
284
285         finish_wait(&ctx->rsrc_quiesce_wq, &we);
286         data->quiesce = false;
287         ctx->rsrc_quiesce--;
288
289         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
290                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
291                 smp_mb();
292         }
293         return ret;
294 }
295
296 static void io_free_page_table(void **table, size_t size)
297 {
298         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
299
300         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
301                 kfree(table[i]);
302         kfree(table);
303 }
304
305 static void io_rsrc_data_free(struct io_rsrc_data *data)
306 {
307         size_t size = data->nr * sizeof(data->tags[0][0]);
308
309         if (data->tags)
310                 io_free_page_table((void **)data->tags, size);
311         kfree(data);
312 }
313
314 static __cold void **io_alloc_page_table(size_t size)
315 {
316         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
317         size_t init_size = size;
318         void **table;
319
320         table = kcalloc(nr_tables, sizeof(*table), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
321         if (!table)
322                 return NULL;
323
324         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
325                 unsigned int this_size = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE);
326
327                 table[i] = kzalloc(this_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT);
328                 if (!table[i]) {
329                         io_free_page_table(table, init_size);
330                         return NULL;
331                 }
332                 size -= this_size;
333         }
334         return table;
335 }
336
337 __cold static int io_rsrc_data_alloc(struct io_ring_ctx *ctx,
338                                      rsrc_put_fn *do_put, u64 __user *utags,
339                                      unsigned nr, struct io_rsrc_data **pdata)
340 {
341         struct io_rsrc_data *data;
342         int ret = 0;
343         unsigned i;
344
345         data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
346         if (!data)
347                 return -ENOMEM;
348         data->tags = (u64 **)io_alloc_page_table(nr * sizeof(data->tags[0][0]));
349         if (!data->tags) {
350                 kfree(data);
351                 return -ENOMEM;
352         }
353
354         data->nr = nr;
355         data->ctx = ctx;
356         data->do_put = do_put;
357         if (utags) {
358                 ret = -EFAULT;
359                 for (i = 0; i < nr; i++) {
360                         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, i);
361
362                         if (copy_from_user(tag_slot, &utags[i],
363                                            sizeof(*tag_slot)))
364                                 goto fail;
365                 }
366         }
367         *pdata = data;
368         return 0;
369 fail:
370         io_rsrc_data_free(data);
371         return ret;
372 }
373
374 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
375                                  struct io_uring_rsrc_update2 *up,
376                                  unsigned nr_args)
377 {
378         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
379         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->data);
380         struct io_rsrc_data *data = ctx->file_data;
381         struct io_fixed_file *file_slot;
382         struct file *file;
383         int fd, i, err = 0;
384         unsigned int done;
385         bool needs_switch = false;
386
387         if (!ctx->file_data)
388                 return -ENXIO;
389         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_files)
390                 return -EINVAL;
391
392         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
393                 u64 tag = 0;
394
395                 if ((tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) ||
396                     copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
397                         err = -EFAULT;
398                         break;
399                 }
400                 if ((fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP || fd == -1) && tag) {
401                         err = -EINVAL;
402                         break;
403                 }
404                 if (fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP)
405                         continue;
406
407                 i = array_index_nospec(up->offset + done, ctx->nr_user_files);
408                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
409
410                 if (file_slot->file_ptr) {
411                         file = (struct file *)(file_slot->file_ptr & FFS_MASK);
412                         err = io_queue_rsrc_removal(data, i, ctx->rsrc_node, file);
413                         if (err)
414                                 break;
415                         file_slot->file_ptr = 0;
416                         io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
417                         needs_switch = true;
418                 }
419                 if (fd != -1) {
420                         file = fget(fd);
421                         if (!file) {
422                                 err = -EBADF;
423                                 break;
424                         }
425                         /*
426                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
427                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
428                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
429                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
430                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
431                          * support regular read/write anyway.
432                          */
433                         if (io_is_uring_fops(file)) {
434                                 fput(file);
435                                 err = -EBADF;
436                                 break;
437                         }
438                         err = io_scm_file_account(ctx, file);
439                         if (err) {
440                                 fput(file);
441                                 break;
442                         }
443                         *io_get_tag_slot(data, i) = tag;
444                         io_fixed_file_set(file_slot, file);
445                         io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
446                 }
447         }
448
449         if (needs_switch)
450                 io_rsrc_node_switch(ctx, data);
451         return done ? done : err;
452 }
453
454 static int __io_sqe_buffers_update(struct io_ring_ctx *ctx,
455                                    struct io_uring_rsrc_update2 *up,
456                                    unsigned int nr_args)
457 {
458         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
459         struct iovec iov, __user *iovs = u64_to_user_ptr(up->data);
460         struct page *last_hpage = NULL;
461         bool needs_switch = false;
462         __u32 done;
463         int i, err;
464
465         if (!ctx->buf_data)
466                 return -ENXIO;
467         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_bufs)
468                 return -EINVAL;
469
470         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
471                 struct io_mapped_ubuf *imu;
472                 int offset = up->offset + done;
473                 u64 tag = 0;
474
475                 err = io_copy_iov(ctx, &iov, iovs, done);
476                 if (err)
477                         break;
478                 if (tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) {
479                         err = -EFAULT;
480                         break;
481                 }
482                 err = io_buffer_validate(&iov);
483                 if (err)
484                         break;
485                 if (!iov.iov_base && tag) {
486                         err = -EINVAL;
487                         break;
488                 }
489                 err = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &imu, &last_hpage);
490                 if (err)
491                         break;
492
493                 i = array_index_nospec(offset, ctx->nr_user_bufs);
494                 if (ctx->user_bufs[i] != ctx->dummy_ubuf) {
495                         err = io_queue_rsrc_removal(ctx->buf_data, i,
496                                                     ctx->rsrc_node, ctx->user_bufs[i]);
497                         if (unlikely(err)) {
498                                 io_buffer_unmap(ctx, &imu);
499                                 break;
500                         }
501                         ctx->user_bufs[i] = ctx->dummy_ubuf;
502                         needs_switch = true;
503                 }
504
505                 ctx->user_bufs[i] = imu;
506                 *io_get_tag_slot(ctx->buf_data, i) = tag;
507         }
508
509         if (needs_switch)
510                 io_rsrc_node_switch(ctx, ctx->buf_data);
511         return done ? done : err;
512 }
513
514 static int __io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned type,
515                                      struct io_uring_rsrc_update2 *up,
516                                      unsigned nr_args)
517 {
518         __u32 tmp;
519         int err;
520
521         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
522
523         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &tmp))
524                 return -EOVERFLOW;
525         err = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
526         if (err)
527                 return err;
528
529         switch (type) {
530         case IORING_RSRC_FILE:
531                 return __io_sqe_files_update(ctx, up, nr_args);
532         case IORING_RSRC_BUFFER:
533                 return __io_sqe_buffers_update(ctx, up, nr_args);
534         }
535         return -EINVAL;
536 }
537
538 int io_register_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
539                              unsigned nr_args)
540 {
541         struct io_uring_rsrc_update2 up;
542
543         if (!nr_args)
544                 return -EINVAL;
545         memset(&up, 0, sizeof(up));
546         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(struct io_uring_rsrc_update)))
547                 return -EFAULT;
548         if (up.resv || up.resv2)
549                 return -EINVAL;
550         return __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE, &up, nr_args);
551 }
552
553 int io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
554                             unsigned size, unsigned type)
555 {
556         struct io_uring_rsrc_update2 up;
557
558         if (size != sizeof(up))
559                 return -EINVAL;
560         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
561                 return -EFAULT;
562         if (!up.nr || up.resv || up.resv2)
563                 return -EINVAL;
564         return __io_register_rsrc_update(ctx, type, &up, up.nr);
565 }
566
567 __cold int io_register_rsrc(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
568                             unsigned int size, unsigned int type)
569 {
570         struct io_uring_rsrc_register rr;
571
572         /* keep it extendible */
573         if (size != sizeof(rr))
574                 return -EINVAL;
575
576         memset(&rr, 0, sizeof(rr));
577         if (copy_from_user(&rr, arg, size))
578                 return -EFAULT;
579         if (!rr.nr || rr.resv2)
580                 return -EINVAL;
581         if (rr.flags & ~IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE)
582                 return -EINVAL;
583
584         switch (type) {
585         case IORING_RSRC_FILE:
586                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
587                         break;
588                 return io_sqe_files_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
589                                              rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
590         case IORING_RSRC_BUFFER:
591                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
592                         break;
593                 return io_sqe_buffers_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
594                                                rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
595         }
596         return -EINVAL;
597 }
598
599 int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
600 {
601         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
602
603         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
604                 return -EINVAL;
605         if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
606                 return -EINVAL;
607
608         up->offset = READ_ONCE(sqe->off);
609         up->nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
610         if (!up->nr_args)
611                 return -EINVAL;
612         up->arg = READ_ONCE(sqe->addr);
613         return 0;
614 }
615
616 static int io_files_update_with_index_alloc(struct io_kiocb *req,
617                                             unsigned int issue_flags)
618 {
619         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
620         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->arg);
621         unsigned int done;
622         struct file *file;
623         int ret, fd;
624
625         if (!req->ctx->file_data)
626                 return -ENXIO;
627
628         for (done = 0; done < up->nr_args; done++) {
629                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
630                         ret = -EFAULT;
631                         break;
632                 }
633
634                 file = fget(fd);
635                 if (!file) {
636                         ret = -EBADF;
637                         break;
638                 }
639                 ret = io_fixed_fd_install(req, issue_flags, file,
640                                           IORING_FILE_INDEX_ALLOC);
641                 if (ret < 0)
642                         break;
643                 if (copy_to_user(&fds[done], &ret, sizeof(ret))) {
644                         __io_close_fixed(req->ctx, issue_flags, ret);
645                         ret = -EFAULT;
646                         break;
647                 }
648         }
649
650         if (done)
651                 return done;
652         return ret;
653 }
654
655 int io_files_update(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
656 {
657         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
658         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
659         struct io_uring_rsrc_update2 up2;
660         int ret;
661
662         up2.offset = up->offset;
663         up2.data = up->arg;
664         up2.nr = 0;
665         up2.tags = 0;
666         up2.resv = 0;
667         up2.resv2 = 0;
668
669         if (up->offset == IORING_FILE_INDEX_ALLOC) {
670                 ret = io_files_update_with_index_alloc(req, issue_flags);
671         } else {
672                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
673                 ret = __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE,
674                                                 &up2, up->nr_args);
675                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
676         }
677
678         if (ret < 0)
679                 req_set_fail(req);
680         io_req_set_res(req, ret, 0);
681         return IOU_OK;
682 }
683
684 int io_queue_rsrc_removal(struct io_rsrc_data *data, unsigned idx,
685                           struct io_rsrc_node *node, void *rsrc)
686 {
687         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, idx);
688         struct io_rsrc_put *prsrc;
689         bool inline_item = true;
690
691         if (!node->inline_items) {
692                 prsrc = &node->item;
693                 node->inline_items++;
694         } else {
695                 prsrc = kzalloc(sizeof(*prsrc), GFP_KERNEL);
696                 if (!prsrc)
697                         return -ENOMEM;
698                 inline_item = false;
699         }
700
701         prsrc->tag = *tag_slot;
702         *tag_slot = 0;
703         prsrc->rsrc = rsrc;
704         if (!inline_item)
705                 list_add(&prsrc->list, &node->item_list);
706         return 0;
707 }
708
709 void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
710 {
711         int i;
712
713         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
714                 struct file *file = io_file_from_index(&ctx->file_table, i);
715
716                 /* skip scm accounted files, they'll be freed by ->ring_sock */
717                 if (!file || io_file_need_scm(file))
718                         continue;
719                 io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
720                 fput(file);
721         }
722
723 #if defined(CONFIG_UNIX)
724         if (ctx->ring_sock) {
725                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
726                 struct sk_buff *skb;
727
728                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
729                         kfree_skb(skb);
730         }
731 #endif
732         io_free_file_tables(&ctx->file_table);
733         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, 0);
734         io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
735         ctx->file_data = NULL;
736         ctx->nr_user_files = 0;
737 }
738
739 int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
740 {
741         unsigned nr = ctx->nr_user_files;
742         int ret;
743
744         if (!ctx->file_data)
745                 return -ENXIO;
746
747         /*
748          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
749          * prevent new requests using the table.
750          */
751         ctx->nr_user_files = 0;
752         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->file_data, ctx);
753         ctx->nr_user_files = nr;
754         if (!ret)
755                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
756         return ret;
757 }
758
759 /*
760  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
761  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
762  * loops in the file referencing. We account only files that can hold other
763  * files because otherwise they can't form a loop and so are not interesting
764  * for GC.
765  */
766 int __io_scm_file_account(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
767 {
768 #if defined(CONFIG_UNIX)
769         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
770         struct sk_buff_head *head = &sk->sk_receive_queue;
771         struct scm_fp_list *fpl;
772         struct sk_buff *skb;
773
774         if (likely(!io_file_need_scm(file)))
775                 return 0;
776
777         /*
778          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
779          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
780          * and filling it in.
781          */
782         spin_lock_irq(&head->lock);
783         skb = skb_peek(head);
784         if (skb && UNIXCB(skb).fp->count < SCM_MAX_FD)
785                 __skb_unlink(skb, head);
786         else
787                 skb = NULL;
788         spin_unlock_irq(&head->lock);
789
790         if (!skb) {
791                 fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
792                 if (!fpl)
793                         return -ENOMEM;
794
795                 skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
796                 if (!skb) {
797                         kfree(fpl);
798                         return -ENOMEM;
799                 }
800
801                 fpl->user = get_uid(current_user());
802                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
803                 fpl->count = 0;
804
805                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
806                 skb->sk = sk;
807                 skb->scm_io_uring = 1;
808                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
809                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
810         }
811
812         fpl = UNIXCB(skb).fp;
813         fpl->fp[fpl->count++] = get_file(file);
814         unix_inflight(fpl->user, file);
815         skb_queue_head(head, skb);
816         fput(file);
817 #endif
818         return 0;
819 }
820
821 static __cold void io_rsrc_file_scm_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
822 {
823 #if defined(CONFIG_UNIX)
824         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
825         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
826         struct sk_buff *skb;
827         int i;
828
829         __skb_queue_head_init(&list);
830
831         /*
832          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
833          * remove this entry and rearrange the file array.
834          */
835         skb = skb_dequeue(head);
836         while (skb) {
837                 struct scm_fp_list *fp;
838
839                 fp = UNIXCB(skb).fp;
840                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
841                         int left;
842
843                         if (fp->fp[i] != file)
844                                 continue;
845
846                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
847                         left = fp->count - 1 - i;
848                         if (left) {
849                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
850                                                 left * sizeof(struct file *));
851                         }
852                         fp->count--;
853                         if (!fp->count) {
854                                 kfree_skb(skb);
855                                 skb = NULL;
856                         } else {
857                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
858                         }
859                         fput(file);
860                         file = NULL;
861                         break;
862                 }
863
864                 if (!file)
865                         break;
866
867                 __skb_queue_tail(&list, skb);
868
869                 skb = skb_dequeue(head);
870         }
871
872         if (skb_peek(&list)) {
873                 spin_lock_irq(&head->lock);
874                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
875                         __skb_queue_tail(head, skb);
876                 spin_unlock_irq(&head->lock);
877         }
878 #endif
879 }
880
881 static void io_rsrc_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
882 {
883         struct file *file = prsrc->file;
884
885         if (likely(!io_file_need_scm(file)))
886                 fput(file);
887         else
888                 io_rsrc_file_scm_put(ctx, file);
889 }
890
891 int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
892                           unsigned nr_args, u64 __user *tags)
893 {
894         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
895         struct file *file;
896         int fd, ret;
897         unsigned i;
898
899         if (ctx->file_data)
900                 return -EBUSY;
901         if (!nr_args)
902                 return -EINVAL;
903         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
904                 return -EMFILE;
905         if (nr_args > rlimit(RLIMIT_NOFILE))
906                 return -EMFILE;
907         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_file_put, tags, nr_args,
908                                  &ctx->file_data);
909         if (ret)
910                 return ret;
911
912         if (!io_alloc_file_tables(&ctx->file_table, nr_args)) {
913                 io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
914                 ctx->file_data = NULL;
915                 return -ENOMEM;
916         }
917
918         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
919                 struct io_fixed_file *file_slot;
920
921                 if (fds && copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
922                         ret = -EFAULT;
923                         goto fail;
924                 }
925                 /* allow sparse sets */
926                 if (!fds || fd == -1) {
927                         ret = -EINVAL;
928                         if (unlikely(*io_get_tag_slot(ctx->file_data, i)))
929                                 goto fail;
930                         continue;
931                 }
932
933                 file = fget(fd);
934                 ret = -EBADF;
935                 if (unlikely(!file))
936                         goto fail;
937
938                 /*
939                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
940                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
941                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
942                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
943                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
944                  */
945                 if (io_is_uring_fops(file)) {
946                         fput(file);
947                         goto fail;
948                 }
949                 ret = io_scm_file_account(ctx, file);
950                 if (ret) {
951                         fput(file);
952                         goto fail;
953                 }
954                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
955                 io_fixed_file_set(file_slot, file);
956                 io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
957         }
958
959         /* default it to the whole table */
960         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, ctx->nr_user_files);
961         return 0;
962 fail:
963         __io_sqe_files_unregister(ctx);
964         return ret;
965 }
966
967 static void io_rsrc_buf_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
968 {
969         io_buffer_unmap(ctx, &prsrc->buf);
970         prsrc->buf = NULL;
971 }
972
973 void __io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
974 {
975         unsigned int i;
976
977         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++)
978                 io_buffer_unmap(ctx, &ctx->user_bufs[i]);
979         kfree(ctx->user_bufs);
980         io_rsrc_data_free(ctx->buf_data);
981         ctx->user_bufs = NULL;
982         ctx->buf_data = NULL;
983         ctx->nr_user_bufs = 0;
984 }
985
986 int io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
987 {
988         unsigned nr = ctx->nr_user_bufs;
989         int ret;
990
991         if (!ctx->buf_data)
992                 return -ENXIO;
993
994         /*
995          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
996          * prevent new requests using the table.
997          */
998         ctx->nr_user_bufs = 0;
999         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->buf_data, ctx);
1000         ctx->nr_user_bufs = nr;
1001         if (!ret)
1002                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1003         return ret;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Not super efficient, but this is just a registration time. And we do cache
1008  * the last compound head, so generally we'll only do a full search if we don't
1009  * match that one.
1010  *
1011  * We check if the given compound head page has already been accounted, to
1012  * avoid double accounting it. This allows us to account the full size of the
1013  * page, not just the constituent pages of a huge page.
1014  */
1015 static bool headpage_already_acct(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
1016                                   int nr_pages, struct page *hpage)
1017 {
1018         int i, j;
1019
1020         /* check current page array */
1021         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1022                 if (!PageCompound(pages[i]))
1023                         continue;
1024                 if (compound_head(pages[i]) == hpage)
1025                         return true;
1026         }
1027
1028         /* check previously registered pages */
1029         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
1030                 struct io_mapped_ubuf *imu = ctx->user_bufs[i];
1031
1032                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++) {
1033                         if (!PageCompound(imu->bvec[j].bv_page))
1034                                 continue;
1035                         if (compound_head(imu->bvec[j].bv_page) == hpage)
1036                                 return true;
1037                 }
1038         }
1039
1040         return false;
1041 }
1042
1043 static int io_buffer_account_pin(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
1044                                  int nr_pages, struct io_mapped_ubuf *imu,
1045                                  struct page **last_hpage)
1046 {
1047         int i, ret;
1048
1049         imu->acct_pages = 0;
1050         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1051                 if (!PageCompound(pages[i])) {
1052                         imu->acct_pages++;
1053                 } else {
1054                         struct page *hpage;
1055
1056                         hpage = compound_head(pages[i]);
1057                         if (hpage == *last_hpage)
1058                                 continue;
1059                         *last_hpage = hpage;
1060                         if (headpage_already_acct(ctx, pages, i, hpage))
1061                                 continue;
1062                         imu->acct_pages += page_size(hpage) >> PAGE_SHIFT;
1063                 }
1064         }
1065
1066         if (!imu->acct_pages)
1067                 return 0;
1068
1069         ret = io_account_mem(ctx, imu->acct_pages);
1070         if (ret)
1071                 imu->acct_pages = 0;
1072         return ret;
1073 }
1074
1075 struct page **io_pin_pages(unsigned long ubuf, unsigned long len, int *npages)
1076 {
1077         unsigned long start, end, nr_pages;
1078         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
1079         struct page **pages = NULL;
1080         int i, pret, ret = -ENOMEM;
1081
1082         end = (ubuf + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1083         start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
1084         nr_pages = end - start;
1085
1086         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1087         if (!pages)
1088                 goto done;
1089
1090         vmas = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct vm_area_struct *),
1091                               GFP_KERNEL);
1092         if (!vmas)
1093                 goto done;
1094
1095         ret = 0;
1096         mmap_read_lock(current->mm);
1097         pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
1098                               pages, vmas);
1099         if (pret == nr_pages) {
1100                 struct file *file = vmas[0]->vm_file;
1101
1102                 /* don't support file backed memory */
1103                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1104                         if (vmas[i]->vm_file != file) {
1105                                 ret = -EINVAL;
1106                                 break;
1107                         }
1108                         if (!file)
1109                                 continue;
1110                         if (!vma_is_shmem(vmas[i]) && !is_file_hugepages(file)) {
1111                                 ret = -EOPNOTSUPP;
1112                                 break;
1113                         }
1114                 }
1115                 *npages = nr_pages;
1116         } else {
1117                 ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
1118         }
1119         mmap_read_unlock(current->mm);
1120         if (ret) {
1121                 /*
1122                  * if we did partial map, or found file backed vmas,
1123                  * release any pages we did get
1124                  */
1125                 if (pret > 0)
1126                         unpin_user_pages(pages, pret);
1127                 goto done;
1128         }
1129         ret = 0;
1130 done:
1131         kvfree(vmas);
1132         if (ret < 0) {
1133                 kvfree(pages);
1134                 pages = ERR_PTR(ret);
1135         }
1136         return pages;
1137 }
1138
1139 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
1140                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
1141                                   struct page **last_hpage)
1142 {
1143         struct io_mapped_ubuf *imu = NULL;
1144         struct page **pages = NULL;
1145         unsigned long off;
1146         size_t size;
1147         int ret, nr_pages, i;
1148         struct folio *folio = NULL;
1149
1150         *pimu = ctx->dummy_ubuf;
1151         if (!iov->iov_base)
1152                 return 0;
1153
1154         ret = -ENOMEM;
1155         pages = io_pin_pages((unsigned long) iov->iov_base, iov->iov_len,
1156                                 &nr_pages);
1157         if (IS_ERR(pages)) {
1158                 ret = PTR_ERR(pages);
1159                 pages = NULL;
1160                 goto done;
1161         }
1162
1163         /* If it's a huge page, try to coalesce them into a single bvec entry */
1164         if (nr_pages > 1) {
1165                 folio = page_folio(pages[0]);
1166                 for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
1167                         if (page_folio(pages[i]) != folio) {
1168                                 folio = NULL;
1169                                 break;
1170                         }
1171                 }
1172                 if (folio) {
1173                         /*
1174                          * The pages are bound to the folio, it doesn't
1175                          * actually unpin them but drops all but one reference,
1176                          * which is usually put down by io_buffer_unmap().
1177                          * Note, needs a better helper.
1178                          */
1179                         unpin_user_pages(&pages[1], nr_pages - 1);
1180                         nr_pages = 1;
1181                 }
1182         }
1183
1184         imu = kvmalloc(struct_size(imu, bvec, nr_pages), GFP_KERNEL);
1185         if (!imu)
1186                 goto done;
1187
1188         ret = io_buffer_account_pin(ctx, pages, nr_pages, imu, last_hpage);
1189         if (ret) {
1190                 unpin_user_pages(pages, nr_pages);
1191                 goto done;
1192         }
1193
1194         off = (unsigned long) iov->iov_base & ~PAGE_MASK;
1195         size = iov->iov_len;
1196         /* store original address for later verification */
1197         imu->ubuf = (unsigned long) iov->iov_base;
1198         imu->ubuf_end = imu->ubuf + iov->iov_len;
1199         imu->nr_bvecs = nr_pages;
1200         *pimu = imu;
1201         ret = 0;
1202
1203         if (folio) {
1204                 bvec_set_page(&imu->bvec[0], pages[0], size, off);
1205                 goto done;
1206         }
1207         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1208                 size_t vec_len;
1209
1210                 vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
1211                 bvec_set_page(&imu->bvec[i], pages[i], vec_len, off);
1212                 off = 0;
1213                 size -= vec_len;
1214         }
1215 done:
1216         if (ret)
1217                 kvfree(imu);
1218         kvfree(pages);
1219         return ret;
1220 }
1221
1222 static int io_buffers_map_alloc(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr_args)
1223 {
1224         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(*ctx->user_bufs), GFP_KERNEL);
1225         return ctx->user_bufs ? 0 : -ENOMEM;
1226 }
1227
1228 int io_sqe_buffers_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
1229                             unsigned int nr_args, u64 __user *tags)
1230 {
1231         struct page *last_hpage = NULL;
1232         struct io_rsrc_data *data;
1233         int i, ret;
1234         struct iovec iov;
1235
1236         BUILD_BUG_ON(IORING_MAX_REG_BUFFERS >= (1u << 16));
1237
1238         if (ctx->user_bufs)
1239                 return -EBUSY;
1240         if (!nr_args || nr_args > IORING_MAX_REG_BUFFERS)
1241                 return -EINVAL;
1242         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_buf_put, tags, nr_args, &data);
1243         if (ret)
1244                 return ret;
1245         ret = io_buffers_map_alloc(ctx, nr_args);
1246         if (ret) {
1247                 io_rsrc_data_free(data);
1248                 return ret;
1249         }
1250
1251         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_bufs++) {
1252                 if (arg) {
1253                         ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
1254                         if (ret)
1255                                 break;
1256                         ret = io_buffer_validate(&iov);
1257                         if (ret)
1258                                 break;
1259                 } else {
1260                         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
1261                 }
1262
1263                 if (!iov.iov_base && *io_get_tag_slot(data, i)) {
1264                         ret = -EINVAL;
1265                         break;
1266                 }
1267
1268                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &ctx->user_bufs[i],
1269                                              &last_hpage);
1270                 if (ret)
1271                         break;
1272         }
1273
1274         WARN_ON_ONCE(ctx->buf_data);
1275
1276         ctx->buf_data = data;
1277         if (ret)
1278                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1279         return ret;
1280 }
1281
1282 int io_import_fixed(int ddir, struct iov_iter *iter,
1283                            struct io_mapped_ubuf *imu,
1284                            u64 buf_addr, size_t len)
1285 {
1286         u64 buf_end;
1287         size_t offset;
1288
1289         if (WARN_ON_ONCE(!imu))
1290                 return -EFAULT;
1291         if (unlikely(check_add_overflow(buf_addr, (u64)len, &buf_end)))
1292                 return -EFAULT;
1293         /* not inside the mapped region */
1294         if (unlikely(buf_addr < imu->ubuf || buf_end > imu->ubuf_end))
1295                 return -EFAULT;
1296
1297         /*
1298          * Might not be a start of buffer, set size appropriately
1299          * and advance us to the beginning.
1300          */
1301         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1302         iov_iter_bvec(iter, ddir, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1303
1304         if (offset) {
1305                 /*
1306                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1307                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1308                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1309                  * we know that:
1310                  *
1311                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1312                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1313                  *    first and last bvec
1314                  *
1315                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1316                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1317                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1318                  * since we can just skip the first segment, which may not
1319                  * be PAGE_SIZE aligned.
1320                  */
1321                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1322
1323                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1324                         /*
1325                          * Note, huge pages buffers consists of one large
1326                          * bvec entry and should always go this way. The other
1327                          * branch doesn't expect non PAGE_SIZE'd chunks.
1328                          */
1329                         iter->bvec = bvec;
1330                         iter->nr_segs = bvec->bv_len;
1331                         iter->count -= offset;
1332                         iter->iov_offset = offset;
1333                 } else {
1334                         unsigned long seg_skip;
1335
1336                         /* skip first vec */
1337                         offset -= bvec->bv_len;
1338                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1339
1340                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1341                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1342                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1343                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1344                 }
1345         }
1346
1347         return 0;
1348 }