io_uring/rsrc: refactor io_rsrc_ref_quiesce
[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 static inline bool io_put_rsrc_data_ref(struct io_rsrc_data *rsrc_data)
35 {
36         return !--rsrc_data->refs;
37 }
38
39 int __io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
40 {
41         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
42
43         if (!nr_pages)
44                 return 0;
45
46         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
47         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
48
49         cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
50         do {
51                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
52                 if (new_pages > page_limit)
53                         return -ENOMEM;
54         } while (!atomic_long_try_cmpxchg(&user->locked_vm,
55                                           &cur_pages, new_pages));
56         return 0;
57 }
58
59 static void io_unaccount_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
60 {
61         if (ctx->user)
62                 __io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
63
64         if (ctx->mm_account)
65                 atomic64_sub(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
66 }
67
68 static int io_account_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
69 {
70         int ret;
71
72         if (ctx->user) {
73                 ret = __io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
74                 if (ret)
75                         return ret;
76         }
77
78         if (ctx->mm_account)
79                 atomic64_add(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
80
81         return 0;
82 }
83
84 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
85                        void __user *arg, unsigned index)
86 {
87         struct iovec __user *src;
88
89 #ifdef CONFIG_COMPAT
90         if (ctx->compat) {
91                 struct compat_iovec __user *ciovs;
92                 struct compat_iovec ciov;
93
94                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
95                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
96                         return -EFAULT;
97
98                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
99                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
100                 return 0;
101         }
102 #endif
103         src = (struct iovec __user *) arg;
104         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
105                 return -EFAULT;
106         return 0;
107 }
108
109 static int io_buffer_validate(struct iovec *iov)
110 {
111         unsigned long tmp, acct_len = iov->iov_len + (PAGE_SIZE - 1);
112
113         /*
114          * Don't impose further limits on the size and buffer
115          * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
116          * submitted if they are wrong.
117          */
118         if (!iov->iov_base)
119                 return iov->iov_len ? -EFAULT : 0;
120         if (!iov->iov_len)
121                 return -EFAULT;
122
123         /* arbitrary limit, but we need something */
124         if (iov->iov_len > SZ_1G)
125                 return -EFAULT;
126
127         if (check_add_overflow((unsigned long)iov->iov_base, acct_len, &tmp))
128                 return -EOVERFLOW;
129
130         return 0;
131 }
132
133 static void io_buffer_unmap(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_mapped_ubuf **slot)
134 {
135         struct io_mapped_ubuf *imu = *slot;
136         unsigned int i;
137
138         if (imu != ctx->dummy_ubuf) {
139                 for (i = 0; i < imu->nr_bvecs; i++)
140                         unpin_user_page(imu->bvec[i].bv_page);
141                 if (imu->acct_pages)
142                         io_unaccount_mem(ctx, imu->acct_pages);
143                 kvfree(imu);
144         }
145         *slot = NULL;
146 }
147
148 static void io_rsrc_put_work_one(struct io_rsrc_data *rsrc_data,
149                                  struct io_rsrc_put *prsrc)
150 {
151         struct io_ring_ctx *ctx = rsrc_data->ctx;
152
153         if (prsrc->tag)
154                 io_post_aux_cqe(ctx, prsrc->tag, 0, 0);
155         rsrc_data->do_put(ctx, prsrc);
156 }
157
158 static void __io_rsrc_put_work(struct io_rsrc_node *ref_node)
159 {
160         struct io_rsrc_data *rsrc_data = ref_node->rsrc_data;
161         struct io_rsrc_put *prsrc, *tmp;
162
163         if (ref_node->inline_items)
164                 io_rsrc_put_work_one(rsrc_data, &ref_node->item);
165
166         list_for_each_entry_safe(prsrc, tmp, &ref_node->item_list, list) {
167                 list_del(&prsrc->list);
168                 io_rsrc_put_work_one(rsrc_data, prsrc);
169                 kfree(prsrc);
170         }
171
172         io_rsrc_node_destroy(rsrc_data->ctx, ref_node);
173         if (io_put_rsrc_data_ref(rsrc_data))
174                 complete(&rsrc_data->done);
175 }
176
177 void io_wait_rsrc_data(struct io_rsrc_data *data)
178 {
179         if (data && !io_put_rsrc_data_ref(data))
180                 wait_for_completion(&data->done);
181 }
182
183 void io_rsrc_node_destroy(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_node *node)
184 {
185         if (!io_alloc_cache_put(&ctx->rsrc_node_cache, &node->cache))
186                 kfree(node);
187 }
188
189 void io_rsrc_node_ref_zero(struct io_rsrc_node *node)
190         __must_hold(&node->rsrc_data->ctx->uring_lock)
191 {
192         struct io_ring_ctx *ctx = node->rsrc_data->ctx;
193
194         while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)) {
195                 node = list_first_entry(&ctx->rsrc_ref_list,
196                                             struct io_rsrc_node, node);
197                 /* recycle ref nodes in order */
198                 if (node->refs)
199                         break;
200                 list_del(&node->node);
201                 __io_rsrc_put_work(node);
202         }
203 }
204
205 struct io_rsrc_node *io_rsrc_node_alloc(struct io_ring_ctx *ctx)
206 {
207         struct io_rsrc_node *ref_node;
208         struct io_cache_entry *entry;
209
210         entry = io_alloc_cache_get(&ctx->rsrc_node_cache);
211         if (entry) {
212                 ref_node = container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache);
213         } else {
214                 ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
215                 if (!ref_node)
216                         return NULL;
217         }
218
219         ref_node->rsrc_data = NULL;
220         ref_node->refs = 1;
221         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->node);
222         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->item_list);
223         ref_node->inline_items = 0;
224         return ref_node;
225 }
226
227 void io_rsrc_node_switch(struct io_ring_ctx *ctx,
228                          struct io_rsrc_data *data_to_kill)
229         __must_hold(&ctx->uring_lock)
230 {
231         struct io_rsrc_node *node = ctx->rsrc_node;
232         struct io_rsrc_node *backup = io_rsrc_node_alloc(ctx);
233
234         if (WARN_ON_ONCE(!backup))
235                 return;
236
237         data_to_kill->refs++;
238         node->rsrc_data = data_to_kill;
239         list_add_tail(&node->node, &ctx->rsrc_ref_list);
240         /* put master ref */
241         io_put_rsrc_node(ctx, node);
242         ctx->rsrc_node = backup;
243 }
244
245 int io_rsrc_node_switch_start(struct io_ring_ctx *ctx)
246 {
247         if (io_alloc_cache_empty(&ctx->rsrc_node_cache)) {
248                 struct io_rsrc_node *node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_KERNEL);
249
250                 if (!node)
251                         return -ENOMEM;
252                 io_alloc_cache_put(&ctx->rsrc_node_cache, &node->cache);
253         }
254         return 0;
255 }
256
257 __cold static int io_rsrc_ref_quiesce(struct io_rsrc_data *data,
258                                       struct io_ring_ctx *ctx)
259 {
260         int ret;
261
262         /* As we may drop ->uring_lock, other task may have started quiesce */
263         if (data->quiesce)
264                 return -ENXIO;
265         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
266         if (ret)
267                 return ret;
268         io_rsrc_node_switch(ctx, data);
269
270         /* kill initial ref */
271         if (io_put_rsrc_data_ref(data))
272                 return 0;
273
274         data->quiesce = true;
275         do {
276                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
277                 ret = io_run_task_work_sig(ctx);
278                 if (ret < 0) {
279                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
280                         if (!data->refs) {
281                                 ret = 0;
282                         } else {
283                                 /* restore the master reference */
284                                 data->refs++;
285                         }
286                         break;
287                 }
288                 wait_for_completion_interruptible(&data->done);
289                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
290                 ret = 0;
291         } while (data->refs);
292         data->quiesce = false;
293
294         return ret;
295 }
296
297 static void io_free_page_table(void **table, size_t size)
298 {
299         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
300
301         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
302                 kfree(table[i]);
303         kfree(table);
304 }
305
306 static void io_rsrc_data_free(struct io_rsrc_data *data)
307 {
308         size_t size = data->nr * sizeof(data->tags[0][0]);
309
310         if (data->tags)
311                 io_free_page_table((void **)data->tags, size);
312         kfree(data);
313 }
314
315 static __cold void **io_alloc_page_table(size_t size)
316 {
317         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
318         size_t init_size = size;
319         void **table;
320
321         table = kcalloc(nr_tables, sizeof(*table), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
322         if (!table)
323                 return NULL;
324
325         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
326                 unsigned int this_size = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE);
327
328                 table[i] = kzalloc(this_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT);
329                 if (!table[i]) {
330                         io_free_page_table(table, init_size);
331                         return NULL;
332                 }
333                 size -= this_size;
334         }
335         return table;
336 }
337
338 __cold static int io_rsrc_data_alloc(struct io_ring_ctx *ctx,
339                                      rsrc_put_fn *do_put, u64 __user *utags,
340                                      unsigned nr, struct io_rsrc_data **pdata)
341 {
342         struct io_rsrc_data *data;
343         int ret = 0;
344         unsigned i;
345
346         data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
347         if (!data)
348                 return -ENOMEM;
349         data->tags = (u64 **)io_alloc_page_table(nr * sizeof(data->tags[0][0]));
350         if (!data->tags) {
351                 kfree(data);
352                 return -ENOMEM;
353         }
354
355         data->nr = nr;
356         data->ctx = ctx;
357         data->do_put = do_put;
358         data->refs = 1;
359         if (utags) {
360                 ret = -EFAULT;
361                 for (i = 0; i < nr; i++) {
362                         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, i);
363
364                         if (copy_from_user(tag_slot, &utags[i],
365                                            sizeof(*tag_slot)))
366                                 goto fail;
367                 }
368         }
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, i) = 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         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
525
526         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &tmp))
527                 return -EOVERFLOW;
528         err = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
529         if (err)
530                 return err;
531
532         switch (type) {
533         case IORING_RSRC_FILE:
534                 return __io_sqe_files_update(ctx, up, nr_args);
535         case IORING_RSRC_BUFFER:
536                 return __io_sqe_buffers_update(ctx, up, nr_args);
537         }
538         return -EINVAL;
539 }
540
541 int io_register_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
542                              unsigned nr_args)
543 {
544         struct io_uring_rsrc_update2 up;
545
546         if (!nr_args)
547                 return -EINVAL;
548         memset(&up, 0, sizeof(up));
549         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(struct io_uring_rsrc_update)))
550                 return -EFAULT;
551         if (up.resv || up.resv2)
552                 return -EINVAL;
553         return __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE, &up, nr_args);
554 }
555
556 int io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
557                             unsigned size, unsigned type)
558 {
559         struct io_uring_rsrc_update2 up;
560
561         if (size != sizeof(up))
562                 return -EINVAL;
563         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
564                 return -EFAULT;
565         if (!up.nr || up.resv || up.resv2)
566                 return -EINVAL;
567         return __io_register_rsrc_update(ctx, type, &up, up.nr);
568 }
569
570 __cold int io_register_rsrc(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
571                             unsigned int size, unsigned int type)
572 {
573         struct io_uring_rsrc_register rr;
574
575         /* keep it extendible */
576         if (size != sizeof(rr))
577                 return -EINVAL;
578
579         memset(&rr, 0, sizeof(rr));
580         if (copy_from_user(&rr, arg, size))
581                 return -EFAULT;
582         if (!rr.nr || rr.resv2)
583                 return -EINVAL;
584         if (rr.flags & ~IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE)
585                 return -EINVAL;
586
587         switch (type) {
588         case IORING_RSRC_FILE:
589                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
590                         break;
591                 return io_sqe_files_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
592                                              rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
593         case IORING_RSRC_BUFFER:
594                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
595                         break;
596                 return io_sqe_buffers_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
597                                                rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
598         }
599         return -EINVAL;
600 }
601
602 int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
603 {
604         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
605
606         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
607                 return -EINVAL;
608         if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
609                 return -EINVAL;
610
611         up->offset = READ_ONCE(sqe->off);
612         up->nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
613         if (!up->nr_args)
614                 return -EINVAL;
615         up->arg = READ_ONCE(sqe->addr);
616         return 0;
617 }
618
619 static int io_files_update_with_index_alloc(struct io_kiocb *req,
620                                             unsigned int issue_flags)
621 {
622         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
623         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->arg);
624         unsigned int done;
625         struct file *file;
626         int ret, fd;
627
628         if (!req->ctx->file_data)
629                 return -ENXIO;
630
631         for (done = 0; done < up->nr_args; done++) {
632                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
633                         ret = -EFAULT;
634                         break;
635                 }
636
637                 file = fget(fd);
638                 if (!file) {
639                         ret = -EBADF;
640                         break;
641                 }
642                 ret = io_fixed_fd_install(req, issue_flags, file,
643                                           IORING_FILE_INDEX_ALLOC);
644                 if (ret < 0)
645                         break;
646                 if (copy_to_user(&fds[done], &ret, sizeof(ret))) {
647                         __io_close_fixed(req->ctx, issue_flags, ret);
648                         ret = -EFAULT;
649                         break;
650                 }
651         }
652
653         if (done)
654                 return done;
655         return ret;
656 }
657
658 int io_files_update(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
659 {
660         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
661         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
662         struct io_uring_rsrc_update2 up2;
663         int ret;
664
665         up2.offset = up->offset;
666         up2.data = up->arg;
667         up2.nr = 0;
668         up2.tags = 0;
669         up2.resv = 0;
670         up2.resv2 = 0;
671
672         if (up->offset == IORING_FILE_INDEX_ALLOC) {
673                 ret = io_files_update_with_index_alloc(req, issue_flags);
674         } else {
675                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
676                 ret = __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE,
677                                                 &up2, up->nr_args);
678                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
679         }
680
681         if (ret < 0)
682                 req_set_fail(req);
683         io_req_set_res(req, ret, 0);
684         return IOU_OK;
685 }
686
687 int io_queue_rsrc_removal(struct io_rsrc_data *data, unsigned idx,
688                           struct io_rsrc_node *node, void *rsrc)
689 {
690         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, idx);
691         struct io_rsrc_put *prsrc;
692         bool inline_item = true;
693
694         if (!node->inline_items) {
695                 prsrc = &node->item;
696                 node->inline_items++;
697         } else {
698                 prsrc = kzalloc(sizeof(*prsrc), GFP_KERNEL);
699                 if (!prsrc)
700                         return -ENOMEM;
701                 inline_item = false;
702         }
703
704         prsrc->tag = *tag_slot;
705         *tag_slot = 0;
706         prsrc->rsrc = rsrc;
707         if (!inline_item)
708                 list_add(&prsrc->list, &node->item_list);
709         return 0;
710 }
711
712 void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
713 {
714         int i;
715
716         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
717                 struct file *file = io_file_from_index(&ctx->file_table, i);
718
719                 /* skip scm accounted files, they'll be freed by ->ring_sock */
720                 if (!file || io_file_need_scm(file))
721                         continue;
722                 io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
723                 fput(file);
724         }
725
726 #if defined(CONFIG_UNIX)
727         if (ctx->ring_sock) {
728                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
729                 struct sk_buff *skb;
730
731                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
732                         kfree_skb(skb);
733         }
734 #endif
735         io_free_file_tables(&ctx->file_table);
736         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, 0);
737         io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
738         ctx->file_data = NULL;
739         ctx->nr_user_files = 0;
740 }
741
742 int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
743 {
744         unsigned nr = ctx->nr_user_files;
745         int ret;
746
747         if (!ctx->file_data)
748                 return -ENXIO;
749
750         /*
751          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
752          * prevent new requests using the table.
753          */
754         ctx->nr_user_files = 0;
755         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->file_data, ctx);
756         ctx->nr_user_files = nr;
757         if (!ret)
758                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
759         return ret;
760 }
761
762 /*
763  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
764  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
765  * loops in the file referencing. We account only files that can hold other
766  * files because otherwise they can't form a loop and so are not interesting
767  * for GC.
768  */
769 int __io_scm_file_account(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
770 {
771 #if defined(CONFIG_UNIX)
772         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
773         struct sk_buff_head *head = &sk->sk_receive_queue;
774         struct scm_fp_list *fpl;
775         struct sk_buff *skb;
776
777         if (likely(!io_file_need_scm(file)))
778                 return 0;
779
780         /*
781          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
782          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
783          * and filling it in.
784          */
785         spin_lock_irq(&head->lock);
786         skb = skb_peek(head);
787         if (skb && UNIXCB(skb).fp->count < SCM_MAX_FD)
788                 __skb_unlink(skb, head);
789         else
790                 skb = NULL;
791         spin_unlock_irq(&head->lock);
792
793         if (!skb) {
794                 fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
795                 if (!fpl)
796                         return -ENOMEM;
797
798                 skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
799                 if (!skb) {
800                         kfree(fpl);
801                         return -ENOMEM;
802                 }
803
804                 fpl->user = get_uid(current_user());
805                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
806                 fpl->count = 0;
807
808                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
809                 skb->sk = sk;
810                 skb->scm_io_uring = 1;
811                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
812                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
813         }
814
815         fpl = UNIXCB(skb).fp;
816         fpl->fp[fpl->count++] = get_file(file);
817         unix_inflight(fpl->user, file);
818         skb_queue_head(head, skb);
819         fput(file);
820 #endif
821         return 0;
822 }
823
824 static __cold void io_rsrc_file_scm_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
825 {
826 #if defined(CONFIG_UNIX)
827         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
828         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
829         struct sk_buff *skb;
830         int i;
831
832         __skb_queue_head_init(&list);
833
834         /*
835          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
836          * remove this entry and rearrange the file array.
837          */
838         skb = skb_dequeue(head);
839         while (skb) {
840                 struct scm_fp_list *fp;
841
842                 fp = UNIXCB(skb).fp;
843                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
844                         int left;
845
846                         if (fp->fp[i] != file)
847                                 continue;
848
849                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
850                         left = fp->count - 1 - i;
851                         if (left) {
852                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
853                                                 left * sizeof(struct file *));
854                         }
855                         fp->count--;
856                         if (!fp->count) {
857                                 kfree_skb(skb);
858                                 skb = NULL;
859                         } else {
860                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
861                         }
862                         fput(file);
863                         file = NULL;
864                         break;
865                 }
866
867                 if (!file)
868                         break;
869
870                 __skb_queue_tail(&list, skb);
871
872                 skb = skb_dequeue(head);
873         }
874
875         if (skb_peek(&list)) {
876                 spin_lock_irq(&head->lock);
877                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
878                         __skb_queue_tail(head, skb);
879                 spin_unlock_irq(&head->lock);
880         }
881 #endif
882 }
883
884 static void io_rsrc_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
885 {
886         struct file *file = prsrc->file;
887
888         if (likely(!io_file_need_scm(file)))
889                 fput(file);
890         else
891                 io_rsrc_file_scm_put(ctx, file);
892 }
893
894 int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
895                           unsigned nr_args, u64 __user *tags)
896 {
897         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
898         struct file *file;
899         int fd, ret;
900         unsigned i;
901
902         if (ctx->file_data)
903                 return -EBUSY;
904         if (!nr_args)
905                 return -EINVAL;
906         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
907                 return -EMFILE;
908         if (nr_args > rlimit(RLIMIT_NOFILE))
909                 return -EMFILE;
910         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_file_put, tags, nr_args,
911                                  &ctx->file_data);
912         if (ret)
913                 return ret;
914
915         if (!io_alloc_file_tables(&ctx->file_table, nr_args)) {
916                 io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
917                 ctx->file_data = NULL;
918                 return -ENOMEM;
919         }
920
921         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
922                 struct io_fixed_file *file_slot;
923
924                 if (fds && copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
925                         ret = -EFAULT;
926                         goto fail;
927                 }
928                 /* allow sparse sets */
929                 if (!fds || fd == -1) {
930                         ret = -EINVAL;
931                         if (unlikely(*io_get_tag_slot(ctx->file_data, i)))
932                                 goto fail;
933                         continue;
934                 }
935
936                 file = fget(fd);
937                 ret = -EBADF;
938                 if (unlikely(!file))
939                         goto fail;
940
941                 /*
942                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
943                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
944                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
945                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
946                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
947                  */
948                 if (io_is_uring_fops(file)) {
949                         fput(file);
950                         goto fail;
951                 }
952                 ret = io_scm_file_account(ctx, file);
953                 if (ret) {
954                         fput(file);
955                         goto fail;
956                 }
957                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
958                 io_fixed_file_set(file_slot, file);
959                 io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
960         }
961
962         /* default it to the whole table */
963         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, ctx->nr_user_files);
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_data_alloc(ctx, io_rsrc_buf_put, tags, nr_args, &data);
1246         if (ret)
1247                 return ret;
1248         ret = io_buffers_map_alloc(ctx, nr_args);
1249         if (ret) {
1250                 io_rsrc_data_free(data);
1251                 return ret;
1252         }
1253
1254         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_bufs++) {
1255                 if (arg) {
1256                         ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
1257                         if (ret)
1258                                 break;
1259                         ret = io_buffer_validate(&iov);
1260                         if (ret)
1261                                 break;
1262                 } else {
1263                         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
1264                 }
1265
1266                 if (!iov.iov_base && *io_get_tag_slot(data, i)) {
1267                         ret = -EINVAL;
1268                         break;
1269                 }
1270
1271                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &ctx->user_bufs[i],
1272                                              &last_hpage);
1273                 if (ret)
1274                         break;
1275         }
1276
1277         WARN_ON_ONCE(ctx->buf_data);
1278
1279         ctx->buf_data = data;
1280         if (ret)
1281                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 int io_import_fixed(int ddir, struct iov_iter *iter,
1286                            struct io_mapped_ubuf *imu,
1287                            u64 buf_addr, size_t len)
1288 {
1289         u64 buf_end;
1290         size_t offset;
1291
1292         if (WARN_ON_ONCE(!imu))
1293                 return -EFAULT;
1294         if (unlikely(check_add_overflow(buf_addr, (u64)len, &buf_end)))
1295                 return -EFAULT;
1296         /* not inside the mapped region */
1297         if (unlikely(buf_addr < imu->ubuf || buf_end > imu->ubuf_end))
1298                 return -EFAULT;
1299
1300         /*
1301          * Might not be a start of buffer, set size appropriately
1302          * and advance us to the beginning.
1303          */
1304         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1305         iov_iter_bvec(iter, ddir, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1306
1307         if (offset) {
1308                 /*
1309                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1310                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1311                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1312                  * we know that:
1313                  *
1314                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1315                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1316                  *    first and last bvec
1317                  *
1318                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1319                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1320                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1321                  * since we can just skip the first segment, which may not
1322                  * be PAGE_SIZE aligned.
1323                  */
1324                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1325
1326                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1327                         /*
1328                          * Note, huge pages buffers consists of one large
1329                          * bvec entry and should always go this way. The other
1330                          * branch doesn't expect non PAGE_SIZE'd chunks.
1331                          */
1332                         iter->bvec = bvec;
1333                         iter->nr_segs = bvec->bv_len;
1334                         iter->count -= offset;
1335                         iter->iov_offset = offset;
1336                 } else {
1337                         unsigned long seg_skip;
1338
1339                         /* skip first vec */
1340                         offset -= bvec->bv_len;
1341                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1342
1343                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1344                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1345                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1346                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1347                 }
1348         }
1349
1350         return 0;
1351 }