io_uring/rsrc: don't offload node free
[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(ref_node);
168         if (atomic_dec_and_test(&rsrc_data->refs))
169                 complete(&rsrc_data->done);
170 }
171
172 void io_wait_rsrc_data(struct io_rsrc_data *data)
173 {
174         if (data && !atomic_dec_and_test(&data->refs))
175                 wait_for_completion(&data->done);
176 }
177
178 void io_rsrc_node_destroy(struct io_rsrc_node *ref_node)
179 {
180         kfree(ref_node);
181 }
182
183 void io_rsrc_node_ref_zero(struct io_rsrc_node *node)
184         __must_hold(&node->rsrc_data->ctx->uring_lock)
185 {
186         struct io_ring_ctx *ctx = node->rsrc_data->ctx;
187
188         node->done = true;
189         while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)) {
190                 node = list_first_entry(&ctx->rsrc_ref_list,
191                                             struct io_rsrc_node, node);
192                 /* recycle ref nodes in order */
193                 if (!node->done)
194                         break;
195
196                 list_del(&node->node);
197                 __io_rsrc_put_work(node);
198         }
199 }
200
201 static struct io_rsrc_node *io_rsrc_node_alloc(void)
202 {
203         struct io_rsrc_node *ref_node;
204
205         ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
206         if (!ref_node)
207                 return NULL;
208
209         ref_node->refs = 1;
210         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->node);
211         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->item_list);
212         ref_node->done = false;
213         ref_node->inline_items = 0;
214         return ref_node;
215 }
216
217 void io_rsrc_node_switch(struct io_ring_ctx *ctx,
218                          struct io_rsrc_data *data_to_kill)
219         __must_hold(&ctx->uring_lock)
220 {
221         WARN_ON_ONCE(!ctx->rsrc_backup_node);
222         WARN_ON_ONCE(data_to_kill && !ctx->rsrc_node);
223
224         if (data_to_kill) {
225                 struct io_rsrc_node *rsrc_node = ctx->rsrc_node;
226
227                 rsrc_node->rsrc_data = data_to_kill;
228                 list_add_tail(&rsrc_node->node, &ctx->rsrc_ref_list);
229
230                 atomic_inc(&data_to_kill->refs);
231                 /* put master ref */
232                 io_put_rsrc_node(rsrc_node);
233                 ctx->rsrc_node = NULL;
234         }
235
236         if (!ctx->rsrc_node) {
237                 ctx->rsrc_node = ctx->rsrc_backup_node;
238                 ctx->rsrc_backup_node = NULL;
239         }
240 }
241
242 int io_rsrc_node_switch_start(struct io_ring_ctx *ctx)
243 {
244         if (ctx->rsrc_backup_node)
245                 return 0;
246         ctx->rsrc_backup_node = io_rsrc_node_alloc();
247         return ctx->rsrc_backup_node ? 0 : -ENOMEM;
248 }
249
250 __cold static int io_rsrc_ref_quiesce(struct io_rsrc_data *data,
251                                       struct io_ring_ctx *ctx)
252 {
253         int ret;
254
255         /* As we may drop ->uring_lock, other task may have started quiesce */
256         if (data->quiesce)
257                 return -ENXIO;
258         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
259         if (ret)
260                 return ret;
261         io_rsrc_node_switch(ctx, data);
262
263         /* kill initial ref, already quiesced if zero */
264         if (atomic_dec_and_test(&data->refs))
265                 return 0;
266
267         data->quiesce = true;
268         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
269         do {
270                 ret = io_run_task_work_sig(ctx);
271                 if (ret < 0) {
272                         atomic_inc(&data->refs);
273                         /* wait for all works potentially completing data->done */
274                         reinit_completion(&data->done);
275                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
276                         break;
277                 }
278
279                 ret = wait_for_completion_interruptible(&data->done);
280                 if (!ret) {
281                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
282                         if (atomic_read(&data->refs) <= 0)
283                                 break;
284                         /*
285                          * it has been revived by another thread while
286                          * we were unlocked
287                          */
288                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
289                 }
290         } while (1);
291         data->quiesce = false;
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
368         atomic_set(&data->refs, 1);
369         init_completion(&data->done);
370         *pdata = data;
371         return 0;
372 fail:
373         io_rsrc_data_free(data);
374         return ret;
375 }
376
377 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
378                                  struct io_uring_rsrc_update2 *up,
379                                  unsigned nr_args)
380 {
381         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
382         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->data);
383         struct io_rsrc_data *data = ctx->file_data;
384         struct io_fixed_file *file_slot;
385         struct file *file;
386         int fd, i, err = 0;
387         unsigned int done;
388         bool needs_switch = false;
389
390         if (!ctx->file_data)
391                 return -ENXIO;
392         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_files)
393                 return -EINVAL;
394
395         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
396                 u64 tag = 0;
397
398                 if ((tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) ||
399                     copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
400                         err = -EFAULT;
401                         break;
402                 }
403                 if ((fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP || fd == -1) && tag) {
404                         err = -EINVAL;
405                         break;
406                 }
407                 if (fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP)
408                         continue;
409
410                 i = array_index_nospec(up->offset + done, ctx->nr_user_files);
411                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
412
413                 if (file_slot->file_ptr) {
414                         file = (struct file *)(file_slot->file_ptr & FFS_MASK);
415                         err = io_queue_rsrc_removal(data, i, ctx->rsrc_node, file);
416                         if (err)
417                                 break;
418                         file_slot->file_ptr = 0;
419                         io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
420                         needs_switch = true;
421                 }
422                 if (fd != -1) {
423                         file = fget(fd);
424                         if (!file) {
425                                 err = -EBADF;
426                                 break;
427                         }
428                         /*
429                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
430                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
431                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
432                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
433                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
434                          * support regular read/write anyway.
435                          */
436                         if (io_is_uring_fops(file)) {
437                                 fput(file);
438                                 err = -EBADF;
439                                 break;
440                         }
441                         err = io_scm_file_account(ctx, file);
442                         if (err) {
443                                 fput(file);
444                                 break;
445                         }
446                         *io_get_tag_slot(data, i) = tag;
447                         io_fixed_file_set(file_slot, file);
448                         io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
449                 }
450         }
451
452         if (needs_switch)
453                 io_rsrc_node_switch(ctx, data);
454         return done ? done : err;
455 }
456
457 static int __io_sqe_buffers_update(struct io_ring_ctx *ctx,
458                                    struct io_uring_rsrc_update2 *up,
459                                    unsigned int nr_args)
460 {
461         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
462         struct iovec iov, __user *iovs = u64_to_user_ptr(up->data);
463         struct page *last_hpage = NULL;
464         bool needs_switch = false;
465         __u32 done;
466         int i, err;
467
468         if (!ctx->buf_data)
469                 return -ENXIO;
470         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_bufs)
471                 return -EINVAL;
472
473         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
474                 struct io_mapped_ubuf *imu;
475                 int offset = up->offset + done;
476                 u64 tag = 0;
477
478                 err = io_copy_iov(ctx, &iov, iovs, done);
479                 if (err)
480                         break;
481                 if (tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) {
482                         err = -EFAULT;
483                         break;
484                 }
485                 err = io_buffer_validate(&iov);
486                 if (err)
487                         break;
488                 if (!iov.iov_base && tag) {
489                         err = -EINVAL;
490                         break;
491                 }
492                 err = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &imu, &last_hpage);
493                 if (err)
494                         break;
495
496                 i = array_index_nospec(offset, ctx->nr_user_bufs);
497                 if (ctx->user_bufs[i] != ctx->dummy_ubuf) {
498                         err = io_queue_rsrc_removal(ctx->buf_data, i,
499                                                     ctx->rsrc_node, ctx->user_bufs[i]);
500                         if (unlikely(err)) {
501                                 io_buffer_unmap(ctx, &imu);
502                                 break;
503                         }
504                         ctx->user_bufs[i] = ctx->dummy_ubuf;
505                         needs_switch = true;
506                 }
507
508                 ctx->user_bufs[i] = imu;
509                 *io_get_tag_slot(ctx->buf_data, offset) = tag;
510         }
511
512         if (needs_switch)
513                 io_rsrc_node_switch(ctx, ctx->buf_data);
514         return done ? done : err;
515 }
516
517 static int __io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned type,
518                                      struct io_uring_rsrc_update2 *up,
519                                      unsigned nr_args)
520 {
521         __u32 tmp;
522         int err;
523
524         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &tmp))
525                 return -EOVERFLOW;
526         err = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
527         if (err)
528                 return err;
529
530         switch (type) {
531         case IORING_RSRC_FILE:
532                 return __io_sqe_files_update(ctx, up, nr_args);
533         case IORING_RSRC_BUFFER:
534                 return __io_sqe_buffers_update(ctx, up, nr_args);
535         }
536         return -EINVAL;
537 }
538
539 int io_register_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
540                              unsigned nr_args)
541 {
542         struct io_uring_rsrc_update2 up;
543
544         if (!nr_args)
545                 return -EINVAL;
546         memset(&up, 0, sizeof(up));
547         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(struct io_uring_rsrc_update)))
548                 return -EFAULT;
549         if (up.resv || up.resv2)
550                 return -EINVAL;
551         return __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE, &up, nr_args);
552 }
553
554 int io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
555                             unsigned size, unsigned type)
556 {
557         struct io_uring_rsrc_update2 up;
558
559         if (size != sizeof(up))
560                 return -EINVAL;
561         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
562                 return -EFAULT;
563         if (!up.nr || up.resv || up.resv2)
564                 return -EINVAL;
565         return __io_register_rsrc_update(ctx, type, &up, up.nr);
566 }
567
568 __cold int io_register_rsrc(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
569                             unsigned int size, unsigned int type)
570 {
571         struct io_uring_rsrc_register rr;
572
573         /* keep it extendible */
574         if (size != sizeof(rr))
575                 return -EINVAL;
576
577         memset(&rr, 0, sizeof(rr));
578         if (copy_from_user(&rr, arg, size))
579                 return -EFAULT;
580         if (!rr.nr || rr.resv2)
581                 return -EINVAL;
582         if (rr.flags & ~IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE)
583                 return -EINVAL;
584
585         switch (type) {
586         case IORING_RSRC_FILE:
587                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
588                         break;
589                 return io_sqe_files_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
590                                              rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
591         case IORING_RSRC_BUFFER:
592                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
593                         break;
594                 return io_sqe_buffers_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
595                                                rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
596         }
597         return -EINVAL;
598 }
599
600 int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
601 {
602         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
603
604         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
605                 return -EINVAL;
606         if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
607                 return -EINVAL;
608
609         up->offset = READ_ONCE(sqe->off);
610         up->nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
611         if (!up->nr_args)
612                 return -EINVAL;
613         up->arg = READ_ONCE(sqe->addr);
614         return 0;
615 }
616
617 static int io_files_update_with_index_alloc(struct io_kiocb *req,
618                                             unsigned int issue_flags)
619 {
620         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
621         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->arg);
622         unsigned int done;
623         struct file *file;
624         int ret, fd;
625
626         if (!req->ctx->file_data)
627                 return -ENXIO;
628
629         for (done = 0; done < up->nr_args; done++) {
630                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
631                         ret = -EFAULT;
632                         break;
633                 }
634
635                 file = fget(fd);
636                 if (!file) {
637                         ret = -EBADF;
638                         break;
639                 }
640                 ret = io_fixed_fd_install(req, issue_flags, file,
641                                           IORING_FILE_INDEX_ALLOC);
642                 if (ret < 0)
643                         break;
644                 if (copy_to_user(&fds[done], &ret, sizeof(ret))) {
645                         __io_close_fixed(req->ctx, issue_flags, ret);
646                         ret = -EFAULT;
647                         break;
648                 }
649         }
650
651         if (done)
652                 return done;
653         return ret;
654 }
655
656 int io_files_update(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
657 {
658         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
659         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
660         struct io_uring_rsrc_update2 up2;
661         int ret;
662
663         up2.offset = up->offset;
664         up2.data = up->arg;
665         up2.nr = 0;
666         up2.tags = 0;
667         up2.resv = 0;
668         up2.resv2 = 0;
669
670         if (up->offset == IORING_FILE_INDEX_ALLOC) {
671                 ret = io_files_update_with_index_alloc(req, issue_flags);
672         } else {
673                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
674                 ret = __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE,
675                                                 &up2, up->nr_args);
676                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
677         }
678
679         if (ret < 0)
680                 req_set_fail(req);
681         io_req_set_res(req, ret, 0);
682         return IOU_OK;
683 }
684
685 int io_queue_rsrc_removal(struct io_rsrc_data *data, unsigned idx,
686                           struct io_rsrc_node *node, void *rsrc)
687 {
688         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, idx);
689         struct io_rsrc_put *prsrc;
690         bool inline_item = true;
691
692         if (!node->inline_items) {
693                 prsrc = &node->item;
694                 node->inline_items++;
695         } else {
696                 prsrc = kzalloc(sizeof(*prsrc), GFP_KERNEL);
697                 if (!prsrc)
698                         return -ENOMEM;
699                 inline_item = false;
700         }
701
702         prsrc->tag = *tag_slot;
703         *tag_slot = 0;
704         prsrc->rsrc = rsrc;
705         if (!inline_item)
706                 list_add(&prsrc->list, &node->item_list);
707         return 0;
708 }
709
710 void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
711 {
712         int i;
713
714         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
715                 struct file *file = io_file_from_index(&ctx->file_table, i);
716
717                 /* skip scm accounted files, they'll be freed by ->ring_sock */
718                 if (!file || io_file_need_scm(file))
719                         continue;
720                 io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
721                 fput(file);
722         }
723
724 #if defined(CONFIG_UNIX)
725         if (ctx->ring_sock) {
726                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
727                 struct sk_buff *skb;
728
729                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
730                         kfree_skb(skb);
731         }
732 #endif
733         io_free_file_tables(&ctx->file_table);
734         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, 0);
735         io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
736         ctx->file_data = NULL;
737         ctx->nr_user_files = 0;
738 }
739
740 int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
741 {
742         unsigned nr = ctx->nr_user_files;
743         int ret;
744
745         if (!ctx->file_data)
746                 return -ENXIO;
747
748         /*
749          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
750          * prevent new requests using the table.
751          */
752         ctx->nr_user_files = 0;
753         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->file_data, ctx);
754         ctx->nr_user_files = nr;
755         if (!ret)
756                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
757         return ret;
758 }
759
760 /*
761  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
762  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
763  * loops in the file referencing. We account only files that can hold other
764  * files because otherwise they can't form a loop and so are not interesting
765  * for GC.
766  */
767 int __io_scm_file_account(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
768 {
769 #if defined(CONFIG_UNIX)
770         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
771         struct sk_buff_head *head = &sk->sk_receive_queue;
772         struct scm_fp_list *fpl;
773         struct sk_buff *skb;
774
775         if (likely(!io_file_need_scm(file)))
776                 return 0;
777
778         /*
779          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
780          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
781          * and filling it in.
782          */
783         spin_lock_irq(&head->lock);
784         skb = skb_peek(head);
785         if (skb && UNIXCB(skb).fp->count < SCM_MAX_FD)
786                 __skb_unlink(skb, head);
787         else
788                 skb = NULL;
789         spin_unlock_irq(&head->lock);
790
791         if (!skb) {
792                 fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
793                 if (!fpl)
794                         return -ENOMEM;
795
796                 skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
797                 if (!skb) {
798                         kfree(fpl);
799                         return -ENOMEM;
800                 }
801
802                 fpl->user = get_uid(current_user());
803                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
804                 fpl->count = 0;
805
806                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
807                 skb->sk = sk;
808                 skb->scm_io_uring = 1;
809                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
810                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
811         }
812
813         fpl = UNIXCB(skb).fp;
814         fpl->fp[fpl->count++] = get_file(file);
815         unix_inflight(fpl->user, file);
816         skb_queue_head(head, skb);
817         fput(file);
818 #endif
819         return 0;
820 }
821
822 static void io_rsrc_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
823 {
824         struct file *file = prsrc->file;
825 #if defined(CONFIG_UNIX)
826         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
827         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
828         struct sk_buff *skb;
829         int i;
830
831         if (!io_file_need_scm(file)) {
832                 fput(file);
833                 return;
834         }
835
836         __skb_queue_head_init(&list);
837
838         /*
839          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
840          * remove this entry and rearrange the file array.
841          */
842         skb = skb_dequeue(head);
843         while (skb) {
844                 struct scm_fp_list *fp;
845
846                 fp = UNIXCB(skb).fp;
847                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
848                         int left;
849
850                         if (fp->fp[i] != file)
851                                 continue;
852
853                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
854                         left = fp->count - 1 - i;
855                         if (left) {
856                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
857                                                 left * sizeof(struct file *));
858                         }
859                         fp->count--;
860                         if (!fp->count) {
861                                 kfree_skb(skb);
862                                 skb = NULL;
863                         } else {
864                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
865                         }
866                         fput(file);
867                         file = NULL;
868                         break;
869                 }
870
871                 if (!file)
872                         break;
873
874                 __skb_queue_tail(&list, skb);
875
876                 skb = skb_dequeue(head);
877         }
878
879         if (skb_peek(&list)) {
880                 spin_lock_irq(&head->lock);
881                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
882                         __skb_queue_tail(head, skb);
883                 spin_unlock_irq(&head->lock);
884         }
885 #else
886         fput(file);
887 #endif
888 }
889
890 int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
891                           unsigned nr_args, u64 __user *tags)
892 {
893         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
894         struct file *file;
895         int fd, ret;
896         unsigned i;
897
898         if (ctx->file_data)
899                 return -EBUSY;
900         if (!nr_args)
901                 return -EINVAL;
902         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
903                 return -EMFILE;
904         if (nr_args > rlimit(RLIMIT_NOFILE))
905                 return -EMFILE;
906         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
907         if (ret)
908                 return ret;
909         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_file_put, tags, nr_args,
910                                  &ctx->file_data);
911         if (ret)
912                 return ret;
913
914         if (!io_alloc_file_tables(&ctx->file_table, nr_args)) {
915                 io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
916                 ctx->file_data = NULL;
917                 return -ENOMEM;
918         }
919
920         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
921                 struct io_fixed_file *file_slot;
922
923                 if (fds && copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
924                         ret = -EFAULT;
925                         goto fail;
926                 }
927                 /* allow sparse sets */
928                 if (!fds || fd == -1) {
929                         ret = -EINVAL;
930                         if (unlikely(*io_get_tag_slot(ctx->file_data, i)))
931                                 goto fail;
932                         continue;
933                 }
934
935                 file = fget(fd);
936                 ret = -EBADF;
937                 if (unlikely(!file))
938                         goto fail;
939
940                 /*
941                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
942                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
943                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
944                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
945                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
946                  */
947                 if (io_is_uring_fops(file)) {
948                         fput(file);
949                         goto fail;
950                 }
951                 ret = io_scm_file_account(ctx, file);
952                 if (ret) {
953                         fput(file);
954                         goto fail;
955                 }
956                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
957                 io_fixed_file_set(file_slot, file);
958                 io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
959         }
960
961         /* default it to the whole table */
962         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, ctx->nr_user_files);
963         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
964         return 0;
965 fail:
966         __io_sqe_files_unregister(ctx);
967         return ret;
968 }
969
970 static void io_rsrc_buf_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
971 {
972         io_buffer_unmap(ctx, &prsrc->buf);
973         prsrc->buf = NULL;
974 }
975
976 void __io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
977 {
978         unsigned int i;
979
980         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++)
981                 io_buffer_unmap(ctx, &ctx->user_bufs[i]);
982         kfree(ctx->user_bufs);
983         io_rsrc_data_free(ctx->buf_data);
984         ctx->user_bufs = NULL;
985         ctx->buf_data = NULL;
986         ctx->nr_user_bufs = 0;
987 }
988
989 int io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
990 {
991         unsigned nr = ctx->nr_user_bufs;
992         int ret;
993
994         if (!ctx->buf_data)
995                 return -ENXIO;
996
997         /*
998          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
999          * prevent new requests using the table.
1000          */
1001         ctx->nr_user_bufs = 0;
1002         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->buf_data, ctx);
1003         ctx->nr_user_bufs = nr;
1004         if (!ret)
1005                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1006         return ret;
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Not super efficient, but this is just a registration time. And we do cache
1011  * the last compound head, so generally we'll only do a full search if we don't
1012  * match that one.
1013  *
1014  * We check if the given compound head page has already been accounted, to
1015  * avoid double accounting it. This allows us to account the full size of the
1016  * page, not just the constituent pages of a huge page.
1017  */
1018 static bool headpage_already_acct(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
1019                                   int nr_pages, struct page *hpage)
1020 {
1021         int i, j;
1022
1023         /* check current page array */
1024         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1025                 if (!PageCompound(pages[i]))
1026                         continue;
1027                 if (compound_head(pages[i]) == hpage)
1028                         return true;
1029         }
1030
1031         /* check previously registered pages */
1032         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
1033                 struct io_mapped_ubuf *imu = ctx->user_bufs[i];
1034
1035                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++) {
1036                         if (!PageCompound(imu->bvec[j].bv_page))
1037                                 continue;
1038                         if (compound_head(imu->bvec[j].bv_page) == hpage)
1039                                 return true;
1040                 }
1041         }
1042
1043         return false;
1044 }
1045
1046 static int io_buffer_account_pin(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
1047                                  int nr_pages, struct io_mapped_ubuf *imu,
1048                                  struct page **last_hpage)
1049 {
1050         int i, ret;
1051
1052         imu->acct_pages = 0;
1053         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1054                 if (!PageCompound(pages[i])) {
1055                         imu->acct_pages++;
1056                 } else {
1057                         struct page *hpage;
1058
1059                         hpage = compound_head(pages[i]);
1060                         if (hpage == *last_hpage)
1061                                 continue;
1062                         *last_hpage = hpage;
1063                         if (headpage_already_acct(ctx, pages, i, hpage))
1064                                 continue;
1065                         imu->acct_pages += page_size(hpage) >> PAGE_SHIFT;
1066                 }
1067         }
1068
1069         if (!imu->acct_pages)
1070                 return 0;
1071
1072         ret = io_account_mem(ctx, imu->acct_pages);
1073         if (ret)
1074                 imu->acct_pages = 0;
1075         return ret;
1076 }
1077
1078 struct page **io_pin_pages(unsigned long ubuf, unsigned long len, int *npages)
1079 {
1080         unsigned long start, end, nr_pages;
1081         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
1082         struct page **pages = NULL;
1083         int i, pret, ret = -ENOMEM;
1084
1085         end = (ubuf + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1086         start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
1087         nr_pages = end - start;
1088
1089         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1090         if (!pages)
1091                 goto done;
1092
1093         vmas = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct vm_area_struct *),
1094                               GFP_KERNEL);
1095         if (!vmas)
1096                 goto done;
1097
1098         ret = 0;
1099         mmap_read_lock(current->mm);
1100         pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
1101                               pages, vmas);
1102         if (pret == nr_pages) {
1103                 struct file *file = vmas[0]->vm_file;
1104
1105                 /* don't support file backed memory */
1106                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1107                         if (vmas[i]->vm_file != file) {
1108                                 ret = -EINVAL;
1109                                 break;
1110                         }
1111                         if (!file)
1112                                 continue;
1113                         if (!vma_is_shmem(vmas[i]) && !is_file_hugepages(file)) {
1114                                 ret = -EOPNOTSUPP;
1115                                 break;
1116                         }
1117                 }
1118                 *npages = nr_pages;
1119         } else {
1120                 ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
1121         }
1122         mmap_read_unlock(current->mm);
1123         if (ret) {
1124                 /*
1125                  * if we did partial map, or found file backed vmas,
1126                  * release any pages we did get
1127                  */
1128                 if (pret > 0)
1129                         unpin_user_pages(pages, pret);
1130                 goto done;
1131         }
1132         ret = 0;
1133 done:
1134         kvfree(vmas);
1135         if (ret < 0) {
1136                 kvfree(pages);
1137                 pages = ERR_PTR(ret);
1138         }
1139         return pages;
1140 }
1141
1142 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
1143                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
1144                                   struct page **last_hpage)
1145 {
1146         struct io_mapped_ubuf *imu = NULL;
1147         struct page **pages = NULL;
1148         unsigned long off;
1149         size_t size;
1150         int ret, nr_pages, i;
1151         struct folio *folio = NULL;
1152
1153         *pimu = ctx->dummy_ubuf;
1154         if (!iov->iov_base)
1155                 return 0;
1156
1157         ret = -ENOMEM;
1158         pages = io_pin_pages((unsigned long) iov->iov_base, iov->iov_len,
1159                                 &nr_pages);
1160         if (IS_ERR(pages)) {
1161                 ret = PTR_ERR(pages);
1162                 pages = NULL;
1163                 goto done;
1164         }
1165
1166         /* If it's a huge page, try to coalesce them into a single bvec entry */
1167         if (nr_pages > 1) {
1168                 folio = page_folio(pages[0]);
1169                 for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
1170                         if (page_folio(pages[i]) != folio) {
1171                                 folio = NULL;
1172                                 break;
1173                         }
1174                 }
1175                 if (folio) {
1176                         /*
1177                          * The pages are bound to the folio, it doesn't
1178                          * actually unpin them but drops all but one reference,
1179                          * which is usually put down by io_buffer_unmap().
1180                          * Note, needs a better helper.
1181                          */
1182                         unpin_user_pages(&pages[1], nr_pages - 1);
1183                         nr_pages = 1;
1184                 }
1185         }
1186
1187         imu = kvmalloc(struct_size(imu, bvec, nr_pages), GFP_KERNEL);
1188         if (!imu)
1189                 goto done;
1190
1191         ret = io_buffer_account_pin(ctx, pages, nr_pages, imu, last_hpage);
1192         if (ret) {
1193                 unpin_user_pages(pages, nr_pages);
1194                 goto done;
1195         }
1196
1197         off = (unsigned long) iov->iov_base & ~PAGE_MASK;
1198         size = iov->iov_len;
1199         /* store original address for later verification */
1200         imu->ubuf = (unsigned long) iov->iov_base;
1201         imu->ubuf_end = imu->ubuf + iov->iov_len;
1202         imu->nr_bvecs = nr_pages;
1203         *pimu = imu;
1204         ret = 0;
1205
1206         if (folio) {
1207                 bvec_set_page(&imu->bvec[0], pages[0], size, off);
1208                 goto done;
1209         }
1210         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1211                 size_t vec_len;
1212
1213                 vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
1214                 bvec_set_page(&imu->bvec[i], pages[i], vec_len, off);
1215                 off = 0;
1216                 size -= vec_len;
1217         }
1218 done:
1219         if (ret)
1220                 kvfree(imu);
1221         kvfree(pages);
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 static int io_buffers_map_alloc(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr_args)
1226 {
1227         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(*ctx->user_bufs), GFP_KERNEL);
1228         return ctx->user_bufs ? 0 : -ENOMEM;
1229 }
1230
1231 int io_sqe_buffers_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
1232                             unsigned int nr_args, u64 __user *tags)
1233 {
1234         struct page *last_hpage = NULL;
1235         struct io_rsrc_data *data;
1236         int i, ret;
1237         struct iovec iov;
1238
1239         BUILD_BUG_ON(IORING_MAX_REG_BUFFERS >= (1u << 16));
1240
1241         if (ctx->user_bufs)
1242                 return -EBUSY;
1243         if (!nr_args || nr_args > IORING_MAX_REG_BUFFERS)
1244                 return -EINVAL;
1245         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
1246         if (ret)
1247                 return ret;
1248         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_buf_put, tags, nr_args, &data);
1249         if (ret)
1250                 return ret;
1251         ret = io_buffers_map_alloc(ctx, nr_args);
1252         if (ret) {
1253                 io_rsrc_data_free(data);
1254                 return ret;
1255         }
1256
1257         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_bufs++) {
1258                 if (arg) {
1259                         ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
1260                         if (ret)
1261                                 break;
1262                         ret = io_buffer_validate(&iov);
1263                         if (ret)
1264                                 break;
1265                 } else {
1266                         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
1267                 }
1268
1269                 if (!iov.iov_base && *io_get_tag_slot(data, i)) {
1270                         ret = -EINVAL;
1271                         break;
1272                 }
1273
1274                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &ctx->user_bufs[i],
1275                                              &last_hpage);
1276                 if (ret)
1277                         break;
1278         }
1279
1280         WARN_ON_ONCE(ctx->buf_data);
1281
1282         ctx->buf_data = data;
1283         if (ret)
1284                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1285         else
1286                 io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 int io_import_fixed(int ddir, struct iov_iter *iter,
1291                            struct io_mapped_ubuf *imu,
1292                            u64 buf_addr, size_t len)
1293 {
1294         u64 buf_end;
1295         size_t offset;
1296
1297         if (WARN_ON_ONCE(!imu))
1298                 return -EFAULT;
1299         if (unlikely(check_add_overflow(buf_addr, (u64)len, &buf_end)))
1300                 return -EFAULT;
1301         /* not inside the mapped region */
1302         if (unlikely(buf_addr < imu->ubuf || buf_end > imu->ubuf_end))
1303                 return -EFAULT;
1304
1305         /*
1306          * Might not be a start of buffer, set size appropriately
1307          * and advance us to the beginning.
1308          */
1309         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1310         iov_iter_bvec(iter, ddir, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1311
1312         if (offset) {
1313                 /*
1314                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1315                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1316                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1317                  * we know that:
1318                  *
1319                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1320                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1321                  *    first and last bvec
1322                  *
1323                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1324                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1325                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1326                  * since we can just skip the first segment, which may not
1327                  * be PAGE_SIZE aligned.
1328                  */
1329                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1330
1331                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1332                         /*
1333                          * Note, huge pages buffers consists of one large
1334                          * bvec entry and should always go this way. The other
1335                          * branch doesn't expect non PAGE_SIZE'd chunks.
1336                          */
1337                         iter->bvec = bvec;
1338                         iter->nr_segs = bvec->bv_len;
1339                         iter->count -= offset;
1340                         iter->iov_offset = offset;
1341                 } else {
1342                         unsigned long seg_skip;
1343
1344                         /* skip first vec */
1345                         offset -= bvec->bv_len;
1346                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1347
1348                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1349                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1350                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1351                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1352                 }
1353         }
1354
1355         return 0;
1356 }