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