io_uring/rw.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/blk-mq.h>
   7 #include <linux/mm.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/fsnotify.h>
  10 #include <linux/poll.h>
  11 #include <linux/nospec.h>
  12 #include <linux/compat.h>
  13 #include <linux/io_uring.h>
  14
  15 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  16
  17 #include "io_uring.h"
  18 #include "opdef.h"
  19 #include "kbuf.h"
  20 #include "rsrc.h"
  21 #include "rw.h"
  22
  23 struct io_rw {
  24         /* NOTE: kiocb has the file as the first member, so don't do it here */
  25         struct kiocb                    kiocb;
  26         u64                             addr;
  27         u32                             len;
  28         rwf_t                           flags;
  29 };
  30
  31 static inline bool io_file_supports_nowait(struct io_kiocb *req)
  32 {
  33         return req->flags & REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
  34 }
  35
  36 #ifdef CONFIG_COMPAT
  37 static int io_iov_compat_buffer_select_prep(struct io_rw *rw)
  38 {
  39         struct compat_iovec __user *uiov;
  40         compat_ssize_t clen;
  41
  42         uiov = u64_to_user_ptr(rw->addr);
  43         if (!access_ok(uiov, sizeof(*uiov)))
  44                 return -EFAULT;
  45         if (__get_user(clen, &uiov->iov_len))
  46                 return -EFAULT;
  47         if (clen < 0)
  48                 return -EINVAL;
  49
  50         rw->len = clen;
  51         return 0;
  52 }
  53 #endif
  54
  55 static int io_iov_buffer_select_prep(struct io_kiocb *req)
  56 {
  57         struct iovec __user *uiov;
  58         struct iovec iov;
  59         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
  60
  61         if (rw->len != 1)
  62                 return -EINVAL;
  63
  64 #ifdef CONFIG_COMPAT
  65         if (req->ctx->compat)
  66                 return io_iov_compat_buffer_select_prep(rw);
  67 #endif
  68
  69         uiov = u64_to_user_ptr(rw->addr);
  70         if (copy_from_user(&iov, uiov, sizeof(*uiov)))
  71                 return -EFAULT;
  72         rw->len = iov.iov_len;
  73         return 0;
  74 }
  75
  76 int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
  77 {
  78         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
  79         unsigned ioprio;
  80         int ret;
  81
  82         rw->kiocb.ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
  83         /* used for fixed read/write too - just read unconditionally */
  84         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
  85
  86         if (req->opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
  87             req->opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
  88                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
  89                 u16 index;
  90
  91                 if (unlikely(req->buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
  92                         return -EFAULT;
  93                 index = array_index_nospec(req->buf_index, ctx->nr_user_bufs);
  94                 req->imu = ctx->user_bufs[index];
  95                 io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
  96         }
  97
  98         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
  99         if (ioprio) {
 100                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
 101                 if (ret)
 102                         return ret;
 103
 104                 rw->kiocb.ki_ioprio = ioprio;
 105         } else {
 106                 rw->kiocb.ki_ioprio = get_current_ioprio();
 107         }
 108         rw->kiocb.dio_complete = NULL;
 109
 110         rw->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
 111         rw->len = READ_ONCE(sqe->len);
 112         rw->flags = READ_ONCE(sqe->rw_flags);
 113
 114         /* Have to do this validation here, as this is in io_read() rw->len might
 115          * have chanaged due to buffer selection
 116          */
 117         if (req->opcode == IORING_OP_READV && req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
 118                 ret = io_iov_buffer_select_prep(req);
 119                 if (ret)
 120                         return ret;
 121         }
 122
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 void io_readv_writev_cleanup(struct io_kiocb *req)
 127 {
 128         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 129
 130         kfree(io->free_iovec);
 131 }
 132
 133 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
 134 {
 135         switch (ret) {
 136         case -EIOCBQUEUED:
 137                 break;
 138         case -ERESTARTSYS:
 139         case -ERESTARTNOINTR:
 140         case -ERESTARTNOHAND:
 141         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
 142                 /*
 143                  * We can't just restart the syscall, since previously
 144                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
 145                  * IO with EINTR.
 146                  */
 147                 ret = -EINTR;
 148                 fallthrough;
 149         default:
 150                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret);
 151         }
 152 }
 153
 154 static inline loff_t *io_kiocb_update_pos(struct io_kiocb *req)
 155 {
 156         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 157
 158         if (rw->kiocb.ki_pos != -1)
 159                 return &rw->kiocb.ki_pos;
 160
 161         if (!(req->file->f_mode & FMODE_STREAM)) {
 162                 req->flags |= REQ_F_CUR_POS;
 163                 rw->kiocb.ki_pos = req->file->f_pos;
 164                 return &rw->kiocb.ki_pos;
 165         }
 166
 167         rw->kiocb.ki_pos = 0;
 168         return NULL;
 169 }
 170
 171 static void io_req_task_queue_reissue(struct io_kiocb *req)
 172 {
 173         req->io_task_work.func = io_queue_iowq;
 174         io_req_task_work_add(req);
 175 }
 176
 177 #ifdef CONFIG_BLOCK
 178 static bool io_resubmit_prep(struct io_kiocb *req)
 179 {
 180         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 181
 182         if (!req_has_async_data(req))
 183                 return !io_req_prep_async(req);
 184         iov_iter_restore(&io->s.iter, &io->s.iter_state);
 185         return true;
 186 }
 187
 188 static bool io_rw_should_reissue(struct io_kiocb *req)
 189 {
 190         umode_t mode = file_inode(req->file)->i_mode;
 191         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 192
 193         if (!S_ISBLK(mode) && !S_ISREG(mode))
 194                 return false;
 195         if ((req->flags & REQ_F_NOWAIT) || (io_wq_current_is_worker() &&
 196             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)))
 197                 return false;
 198         /*
 199          * If ref is dying, we might be running poll reap from the exit work.
 200          * Don't attempt to reissue from that path, just let it fail with
 201          * -EAGAIN.
 202          */
 203         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
 204                 return false;
 205         /*
 206          * Play it safe and assume not safe to re-import and reissue if we're
 207          * not in the original thread group (or in task context).
 208          */
 209         if (!same_thread_group(req->task, current) || !in_task())
 210                 return false;
 211         return true;
 212 }
 213 #else
 214 static bool io_resubmit_prep(struct io_kiocb *req)
 215 {
 216         return false;
 217 }
 218 static bool io_rw_should_reissue(struct io_kiocb *req)
 219 {
 220         return false;
 221 }
 222 #endif
 223
 224 static void io_req_end_write(struct io_kiocb *req)
 225 {
 226         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 227                 struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 228
 229                 kiocb_end_write(&rw->kiocb);
 230         }
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Trigger the notifications after having done some IO, and finish the write
 235  * accounting, if any.
 236  */
 237 static void io_req_io_end(struct io_kiocb *req)
 238 {
 239         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 240
 241         if (rw->kiocb.ki_flags & IOCB_WRITE) {
 242                 io_req_end_write(req);
 243                 fsnotify_modify(req->file);
 244         } else {
 245                 fsnotify_access(req->file);
 246         }
 247 }
 248
 249 static bool __io_complete_rw_common(struct io_kiocb *req, long res)
 250 {
 251         if (unlikely(res != req->cqe.res)) {
 252                 if ((res == -EAGAIN || res == -EOPNOTSUPP) &&
 253                     io_rw_should_reissue(req)) {
 254                         /*
 255                          * Reissue will start accounting again, finish the
 256                          * current cycle.
 257                          */
 258                         io_req_io_end(req);
 259                         req->flags |= REQ_F_REISSUE | REQ_F_PARTIAL_IO;
 260                         return true;
 261                 }
 262                 req_set_fail(req);
 263                 req->cqe.res = res;
 264         }
 265         return false;
 266 }
 267
 268 static inline int io_fixup_rw_res(struct io_kiocb *req, long res)
 269 {
 270         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 271
 272         /* add previously done IO, if any */
 273         if (req_has_async_data(req) && io->bytes_done > 0) {
 274                 if (res < 0)
 275                         res = io->bytes_done;
 276                 else
 277                         res += io->bytes_done;
 278         }
 279         return res;
 280 }
 281
 282 void io_req_rw_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
 283 {
 284         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 285         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 286
 287         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_DIO_CALLER_COMP) && kiocb->dio_complete) {
 288                 long res = kiocb->dio_complete(rw->kiocb.private);
 289
 290                 io_req_set_res(req, io_fixup_rw_res(req, res), 0);
 291         }
 292
 293         io_req_io_end(req);
 294
 295         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
 296                 unsigned issue_flags = ts->locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
 297
 298                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
 299         }
 300         io_req_task_complete(req, ts);
 301 }
 302
 303 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
 304 {
 305         struct io_rw *rw = container_of(kiocb, struct io_rw, kiocb);
 306         struct io_kiocb *req = cmd_to_io_kiocb(rw);
 307
 308         if (!kiocb->dio_complete || !(kiocb->ki_flags & IOCB_DIO_CALLER_COMP)) {
 309                 if (__io_complete_rw_common(req, res))
 310                         return;
 311                 io_req_set_res(req, io_fixup_rw_res(req, res), 0);
 312         }
 313         req->io_task_work.func = io_req_rw_complete;
 314         __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE);
 315 }
 316
 317 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res)
 318 {
 319         struct io_rw *rw = container_of(kiocb, struct io_rw, kiocb);
 320         struct io_kiocb *req = cmd_to_io_kiocb(rw);
 321
 322         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
 323                 io_req_end_write(req);
 324         if (unlikely(res != req->cqe.res)) {
 325                 if (res == -EAGAIN && io_rw_should_reissue(req)) {
 326                         req->flags |= REQ_F_REISSUE | REQ_F_PARTIAL_IO;
 327                         return;
 328                 }
 329                 req->cqe.res = res;
 330         }
 331
 332         /* order with io_iopoll_complete() checking ->iopoll_completed */
 333         smp_store_release(&req->iopoll_completed, 1);
 334 }
 335
 336 static int kiocb_done(struct io_kiocb *req, ssize_t ret,
 337                        unsigned int issue_flags)
 338 {
 339         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 340         unsigned final_ret = io_fixup_rw_res(req, ret);
 341
 342         if (req->flags & REQ_F_CUR_POS)
 343                 req->file->f_pos = rw->kiocb.ki_pos;
 344         if (ret >= 0 && (rw->kiocb.ki_complete == io_complete_rw)) {
 345                 if (!__io_complete_rw_common(req, ret)) {
 346                         /*
 347                          * Safe to call io_end from here as we're inline
 348                          * from the submission path.
 349                          */
 350                         io_req_io_end(req);
 351                         io_req_set_res(req, final_ret,
 352                                        io_put_kbuf(req, issue_flags));
 353                         return IOU_OK;
 354                 }
 355         } else {
 356                 io_rw_done(&rw->kiocb, ret);
 357         }
 358
 359         if (req->flags & REQ_F_REISSUE) {
 360                 req->flags &= ~REQ_F_REISSUE;
 361                 if (io_resubmit_prep(req))
 362                         io_req_task_queue_reissue(req);
 363                 else
 364                         io_req_task_queue_fail(req, final_ret);
 365         }
 366         return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 367 }
 368
 369 static struct iovec *__io_import_iovec(int ddir, struct io_kiocb *req,
 370                                        struct io_rw_state *s,
 371                                        unsigned int issue_flags)
 372 {
 373         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 374         struct iov_iter *iter = &s->iter;
 375         u8 opcode = req->opcode;
 376         struct iovec *iovec;
 377         void __user *buf;
 378         size_t sqe_len;
 379         ssize_t ret;
 380
 381         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
 382                 ret = io_import_fixed(ddir, iter, req->imu, rw->addr, rw->len);
 383                 if (ret)
 384                         return ERR_PTR(ret);
 385                 return NULL;
 386         }
 387
 388         buf = u64_to_user_ptr(rw->addr);
 389         sqe_len = rw->len;
 390
 391         if (opcode == IORING_OP_READ || opcode == IORING_OP_WRITE ||
 392             (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT)) {
 393                 if (io_do_buffer_select(req)) {
 394                         buf = io_buffer_select(req, &sqe_len, issue_flags);
 395                         if (!buf)
 396                                 return ERR_PTR(-ENOBUFS);
 397                         rw->addr = (unsigned long) buf;
 398                         rw->len = sqe_len;
 399                 }
 400
 401                 ret = import_ubuf(ddir, buf, sqe_len, iter);
 402                 if (ret)
 403                         return ERR_PTR(ret);
 404                 return NULL;
 405         }
 406
 407         iovec = s->fast_iov;
 408         ret = __import_iovec(ddir, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, &iovec, iter,
 409                               req->ctx->compat);
 410         if (unlikely(ret < 0))
 411                 return ERR_PTR(ret);
 412         return iovec;
 413 }
 414
 415 static inline int io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
 416                                   struct iovec **iovec, struct io_rw_state *s,
 417                                   unsigned int issue_flags)
 418 {
 419         *iovec = __io_import_iovec(rw, req, s, issue_flags);
 420         if (IS_ERR(*iovec))
 421                 return PTR_ERR(*iovec);
 422
 423         iov_iter_save_state(&s->iter, &s->iter_state);
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 static inline loff_t *io_kiocb_ppos(struct kiocb *kiocb)
 428 {
 429         return (kiocb->ki_filp->f_mode & FMODE_STREAM) ? NULL : &kiocb->ki_pos;
 430 }
 431
 432 /*
 433  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
 434  * by looping over ->read() or ->write() manually.
 435  */
 436 static ssize_t loop_rw_iter(int ddir, struct io_rw *rw, struct iov_iter *iter)
 437 {
 438         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 439         struct file *file = kiocb->ki_filp;
 440         ssize_t ret = 0;
 441         loff_t *ppos;
 442
 443         /*
 444          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
 445          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
 446          * the kiocb to be handled from an async context.
 447          */
 448         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 449                 return -EOPNOTSUPP;
 450         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) &&
 451             !(kiocb->ki_filp->f_flags & O_NONBLOCK))
 452                 return -EAGAIN;
 453
 454         ppos = io_kiocb_ppos(kiocb);
 455
 456         while (iov_iter_count(iter)) {
 457                 void __user *addr;
 458                 size_t len;
 459                 ssize_t nr;
 460
 461                 if (iter_is_ubuf(iter)) {
 462                         addr = iter->ubuf + iter->iov_offset;
 463                         len = iov_iter_count(iter);
 464                 } else if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
 465                         addr = iter_iov_addr(iter);
 466                         len = iter_iov_len(iter);
 467                 } else {
 468                         addr = u64_to_user_ptr(rw->addr);
 469                         len = rw->len;
 470                 }
 471
 472                 if (ddir == READ)
 473                         nr = file->f_op->read(file, addr, len, ppos);
 474                 else
 475                         nr = file->f_op->write(file, addr, len, ppos);
 476
 477                 if (nr < 0) {
 478                         if (!ret)
 479                                 ret = nr;
 480                         break;
 481                 }
 482                 ret += nr;
 483                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
 484                         iov_iter_advance(iter, nr);
 485                 } else {
 486                         rw->addr += nr;
 487                         rw->len -= nr;
 488                         if (!rw->len)
 489                                 break;
 490                 }
 491                 if (nr != len)
 492                         break;
 493         }
 494
 495         return ret;
 496 }
 497
 498 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
 499                           const struct iovec *fast_iov, struct iov_iter *iter)
 500 {
 501         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 502
 503         memcpy(&io->s.iter, iter, sizeof(*iter));
 504         io->free_iovec = iovec;
 505         io->bytes_done = 0;
 506         /* can only be fixed buffers, no need to do anything */
 507         if (iov_iter_is_bvec(iter) || iter_is_ubuf(iter))
 508                 return;
 509         if (!iovec) {
 510                 unsigned iov_off = 0;
 511
 512                 io->s.iter.__iov = io->s.fast_iov;
 513                 if (iter->__iov != fast_iov) {
 514                         iov_off = iter_iov(iter) - fast_iov;
 515                         io->s.iter.__iov += iov_off;
 516                 }
 517                 if (io->s.fast_iov != fast_iov)
 518                         memcpy(io->s.fast_iov + iov_off, fast_iov + iov_off,
 519                                sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
 520         } else {
 521                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
 522         }
 523 }
 524
 525 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
 526                              struct io_rw_state *s, bool force)
 527 {
 528         if (!force && !io_cold_defs[req->opcode].prep_async)
 529                 return 0;
 530         if (!req_has_async_data(req)) {
 531                 struct io_async_rw *iorw;
 532
 533                 if (io_alloc_async_data(req)) {
 534                         kfree(iovec);
 535                         return -ENOMEM;
 536                 }
 537
 538                 io_req_map_rw(req, iovec, s->fast_iov, &s->iter);
 539                 iorw = req->async_data;
 540                 /* we've copied and mapped the iter, ensure state is saved */
 541                 iov_iter_save_state(&iorw->s.iter, &iorw->s.iter_state);
 542         }
 543         return 0;
 544 }
 545
 546 static inline int io_rw_prep_async(struct io_kiocb *req, int rw)
 547 {
 548         struct io_async_rw *iorw = req->async_data;
 549         struct iovec *iov;
 550         int ret;
 551
 552         /* submission path, ->uring_lock should already be taken */
 553         ret = io_import_iovec(rw, req, &iov, &iorw->s, 0);
 554         if (unlikely(ret < 0))
 555                 return ret;
 556
 557         iorw->bytes_done = 0;
 558         iorw->free_iovec = iov;
 559         if (iov)
 560                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
 561         return 0;
 562 }
 563
 564 int io_readv_prep_async(struct io_kiocb *req)
 565 {
 566         return io_rw_prep_async(req, ITER_DEST);
 567 }
 568
 569 int io_writev_prep_async(struct io_kiocb *req)
 570 {
 571         return io_rw_prep_async(req, ITER_SOURCE);
 572 }
 573
 574 /*
 575  * This is our waitqueue callback handler, registered through __folio_lock_async()
 576  * when we initially tried to do the IO with the iocb armed our waitqueue.
 577  * This gets called when the page is unlocked, and we generally expect that to
 578  * happen when the page IO is completed and the page is now uptodate. This will
 579  * queue a task_work based retry of the operation, attempting to copy the data
 580  * again. If the latter fails because the page was NOT uptodate, then we will
 581  * do a thread based blocking retry of the operation. That's the unexpected
 582  * slow path.
 583  */
 584 static int io_async_buf_func(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
 585                              int sync, void *arg)
 586 {
 587         struct wait_page_queue *wpq;
 588         struct io_kiocb *req = wait->private;
 589         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 590         struct wait_page_key *key = arg;
 591
 592         wpq = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
 593
 594         if (!wake_page_match(wpq, key))
 595                 return 0;
 596
 597         rw->kiocb.ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
 598         list_del_init(&wait->entry);
 599         io_req_task_queue(req);
 600         return 1;
 601 }
 602
 603 /*
 604  * This controls whether a given IO request should be armed for async page
 605  * based retry. If we return false here, the request is handed to the async
 606  * worker threads for retry. If we're doing buffered reads on a regular file,
 607  * we prepare a private wait_page_queue entry and retry the operation. This
 608  * will either succeed because the page is now uptodate and unlocked, or it
 609  * will register a callback when the page is unlocked at IO completion. Through
 610  * that callback, io_uring uses task_work to setup a retry of the operation.
 611  * That retry will attempt the buffered read again. The retry will generally
 612  * succeed, or in rare cases where it fails, we then fall back to using the
 613  * async worker threads for a blocking retry.
 614  */
 615 static bool io_rw_should_retry(struct io_kiocb *req)
 616 {
 617         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 618         struct wait_page_queue *wait = &io->wpq;
 619         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 620         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 621
 622         /* never retry for NOWAIT, we just complete with -EAGAIN */
 623         if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
 624                 return false;
 625
 626         /* Only for buffered IO */
 627         if (kiocb->ki_flags & (IOCB_DIRECT | IOCB_HIPRI))
 628                 return false;
 629
 630         /*
 631          * just use poll if we can, and don't attempt if the fs doesn't
 632          * support callback based unlocks
 633          */
 634         if (file_can_poll(req->file) || !(req->file->f_mode & FMODE_BUF_RASYNC))
 635                 return false;
 636
 637         wait->wait.func = io_async_buf_func;
 638         wait->wait.private = req;
 639         wait->wait.flags = 0;
 640         INIT_LIST_HEAD(&wait->wait.entry);
 641         kiocb->ki_flags |= IOCB_WAITQ;
 642         kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 643         kiocb->ki_waitq = wait;
 644         return true;
 645 }
 646
 647 static inline int io_iter_do_read(struct io_rw *rw, struct iov_iter *iter)
 648 {
 649         struct file *file = rw->kiocb.ki_filp;
 650
 651         if (likely(file->f_op->read_iter))
 652                 return call_read_iter(file, &rw->kiocb, iter);
 653         else if (file->f_op->read)
 654                 return loop_rw_iter(READ, rw, iter);
 655         else
 656                 return -EINVAL;
 657 }
 658
 659 static bool need_complete_io(struct io_kiocb *req)
 660 {
 661         return req->flags & REQ_F_ISREG ||
 662                 S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode);
 663 }
 664
 665 static int io_rw_init_file(struct io_kiocb *req, fmode_t mode)
 666 {
 667         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 668         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 669         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 670         struct file *file = req->file;
 671         int ret;
 672
 673         if (unlikely(!file || !(file->f_mode & mode)))
 674                 return -EBADF;
 675
 676         if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 677                 req->flags |= io_file_get_flags(file);
 678
 679         kiocb->ki_flags = file->f_iocb_flags;
 680         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, rw->flags);
 681         if (unlikely(ret))
 682                 return ret;
 683         kiocb->ki_flags |= IOCB_ALLOC_CACHE;
 684
 685         /*
 686          * If the file is marked O_NONBLOCK, still allow retry for it if it
 687          * supports async. Otherwise it's impossible to use O_NONBLOCK files
 688          * reliably. If not, or it IOCB_NOWAIT is set, don't retry.
 689          */
 690         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
 691             ((file->f_flags & O_NONBLOCK) && !io_file_supports_nowait(req)))
 692                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
 693
 694         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
 695                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) || !file->f_op->iopoll)
 696                         return -EOPNOTSUPP;
 697
 698                 kiocb->private = NULL;
 699                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI;
 700                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
 701                 req->iopoll_completed = 0;
 702         } else {
 703                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 704                         return -EINVAL;
 705                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
 706         }
 707
 708         return 0;
 709 }
 710
 711 int io_read(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 712 {
 713         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 714         struct io_rw_state __s, *s = &__s;
 715         struct iovec *iovec;
 716         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 717         bool force_nonblock = issue_flags & IO_URING_F_NONBLOCK;
 718         struct io_async_rw *io;
 719         ssize_t ret, ret2;
 720         loff_t *ppos;
 721
 722         if (!req_has_async_data(req)) {
 723                 ret = io_import_iovec(ITER_DEST, req, &iovec, s, issue_flags);
 724                 if (unlikely(ret < 0))
 725                         return ret;
 726         } else {
 727                 io = req->async_data;
 728                 s = &io->s;
 729
 730                 /*
 731                  * Safe and required to re-import if we're using provided
 732                  * buffers, as we dropped the selected one before retry.
 733                  */
 734                 if (io_do_buffer_select(req)) {
 735                         ret = io_import_iovec(ITER_DEST, req, &iovec, s, issue_flags);
 736                         if (unlikely(ret < 0))
 737                                 return ret;
 738                 }
 739
 740                 /*
 741                  * We come here from an earlier attempt, restore our state to
 742                  * match in case it doesn't. It's cheap enough that we don't
 743                  * need to make this conditional.
 744                  */
 745                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 746                 iovec = NULL;
 747         }
 748         ret = io_rw_init_file(req, FMODE_READ);
 749         if (unlikely(ret)) {
 750                 kfree(iovec);
 751                 return ret;
 752         }
 753         req->cqe.res = iov_iter_count(&s->iter);
 754
 755         if (force_nonblock) {
 756                 /* If the file doesn't support async, just async punt */
 757                 if (unlikely(!io_file_supports_nowait(req))) {
 758                         ret = io_setup_async_rw(req, iovec, s, true);
 759                         return ret ?: -EAGAIN;
 760                 }
 761                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
 762         } else {
 763                 /* Ensure we clear previously set non-block flag */
 764                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 765         }
 766
 767         ppos = io_kiocb_update_pos(req);
 768
 769         ret = rw_verify_area(READ, req->file, ppos, req->cqe.res);
 770         if (unlikely(ret)) {
 771                 kfree(iovec);
 772                 return ret;
 773         }
 774
 775         ret = io_iter_do_read(rw, &s->iter);
 776
 777         if (ret == -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_REISSUE)) {
 778                 req->flags &= ~REQ_F_REISSUE;
 779                 /* if we can poll, just do that */
 780                 if (req->opcode == IORING_OP_READ && file_can_poll(req->file))
 781                         return -EAGAIN;
 782                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
 783                 if (!force_nonblock && !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 784                         goto done;
 785                 /* no retry on NONBLOCK nor RWF_NOWAIT */
 786                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
 787                         goto done;
 788                 ret = 0;
 789         } else if (ret == -EIOCBQUEUED) {
 790                 if (iovec)
 791                         kfree(iovec);
 792                 return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 793         } else if (ret == req->cqe.res || ret <= 0 || !force_nonblock ||
 794                    (req->flags & REQ_F_NOWAIT) || !need_complete_io(req)) {
 795                 /* read all, failed, already did sync or don't want to retry */
 796                 goto done;
 797         }
 798
 799         /*
 800          * Don't depend on the iter state matching what was consumed, or being
 801          * untouched in case of error. Restore it and we'll advance it
 802          * manually if we need to.
 803          */
 804         iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 805
 806         ret2 = io_setup_async_rw(req, iovec, s, true);
 807         iovec = NULL;
 808         if (ret2) {
 809                 ret = ret > 0 ? ret : ret2;
 810                 goto done;
 811         }
 812
 813         io = req->async_data;
 814         s = &io->s;
 815         /*
 816          * Now use our persistent iterator and state, if we aren't already.
 817          * We've restored and mapped the iter to match.
 818          */
 819
 820         do {
 821                 /*
 822                  * We end up here because of a partial read, either from
 823                  * above or inside this loop. Advance the iter by the bytes
 824                  * that were consumed.
 825                  */
 826                 iov_iter_advance(&s->iter, ret);
 827                 if (!iov_iter_count(&s->iter))
 828                         break;
 829                 io->bytes_done += ret;
 830                 iov_iter_save_state(&s->iter, &s->iter_state);
 831
 832                 /* if we can retry, do so with the callbacks armed */
 833                 if (!io_rw_should_retry(req)) {
 834                         kiocb->ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
 835                         return -EAGAIN;
 836                 }
 837
 838                 req->cqe.res = iov_iter_count(&s->iter);
 839                 /*
 840                  * Now retry read with the IOCB_WAITQ parts set in the iocb. If
 841                  * we get -EIOCBQUEUED, then we'll get a notification when the
 842                  * desired page gets unlocked. We can also get a partial read
 843                  * here, and if we do, then just retry at the new offset.
 844                  */
 845                 ret = io_iter_do_read(rw, &s->iter);
 846                 if (ret == -EIOCBQUEUED)
 847                         return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 848                 /* we got some bytes, but not all. retry. */
 849                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
 850                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 851         } while (ret > 0);
 852 done:
 853         /* it's faster to check here then delegate to kfree */
 854         if (iovec)
 855                 kfree(iovec);
 856         return kiocb_done(req, ret, issue_flags);
 857 }
 858
 859 int io_write(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 860 {
 861         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 862         struct io_rw_state __s, *s = &__s;
 863         struct iovec *iovec;
 864         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 865         bool force_nonblock = issue_flags & IO_URING_F_NONBLOCK;
 866         ssize_t ret, ret2;
 867         loff_t *ppos;
 868
 869         if (!req_has_async_data(req)) {
 870                 ret = io_import_iovec(ITER_SOURCE, req, &iovec, s, issue_flags);
 871                 if (unlikely(ret < 0))
 872                         return ret;
 873         } else {
 874                 struct io_async_rw *io = req->async_data;
 875
 876                 s = &io->s;
 877                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 878                 iovec = NULL;
 879         }
 880         ret = io_rw_init_file(req, FMODE_WRITE);
 881         if (unlikely(ret)) {
 882                 kfree(iovec);
 883                 return ret;
 884         }
 885         req->cqe.res = iov_iter_count(&s->iter);
 886
 887         if (force_nonblock) {
 888                 /* If the file doesn't support async, just async punt */
 889                 if (unlikely(!io_file_supports_nowait(req)))
 890                         goto copy_iov;
 891
 892                 /* File path supports NOWAIT for non-direct_IO only for block devices. */
 893                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
 894                         !(kiocb->ki_filp->f_mode & FMODE_BUF_WASYNC) &&
 895                         (req->flags & REQ_F_ISREG))
 896                         goto copy_iov;
 897
 898                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
 899         } else {
 900                 /* Ensure we clear previously set non-block flag */
 901                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 902         }
 903
 904         ppos = io_kiocb_update_pos(req);
 905
 906         ret = rw_verify_area(WRITE, req->file, ppos, req->cqe.res);
 907         if (unlikely(ret)) {
 908                 kfree(iovec);
 909                 return ret;
 910         }
 911
 912         if (req->flags & REQ_F_ISREG)
 913                 kiocb_start_write(kiocb);
 914         kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
 915
 916         /*
 917          * For non-polled IO, set IOCB_DIO_CALLER_COMP, stating that our handler
 918          * groks deferring the completion to task context. This isn't
 919          * necessary and useful for polled IO as that can always complete
 920          * directly.
 921          */
 922         if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI))
 923                 kiocb->ki_flags |= IOCB_DIO_CALLER_COMP;
 924
 925         if (likely(req->file->f_op->write_iter))
 926                 ret2 = call_write_iter(req->file, kiocb, &s->iter);
 927         else if (req->file->f_op->write)
 928                 ret2 = loop_rw_iter(WRITE, rw, &s->iter);
 929         else
 930                 ret2 = -EINVAL;
 931
 932         if (req->flags & REQ_F_REISSUE) {
 933                 req->flags &= ~REQ_F_REISSUE;
 934                 ret2 = -EAGAIN;
 935         }
 936
 937         /*
 938          * Raw bdev writes will return -EOPNOTSUPP for IOCB_NOWAIT. Just
 939          * retry them without IOCB_NOWAIT.
 940          */
 941         if (ret2 == -EOPNOTSUPP && (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
 942                 ret2 = -EAGAIN;
 943         /* no retry on NONBLOCK nor RWF_NOWAIT */
 944         if (ret2 == -EAGAIN && (req->flags & REQ_F_NOWAIT))
 945                 goto done;
 946         if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
 947                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
 948                 if (ret2 == -EAGAIN && (req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 949                         goto copy_iov;
 950
 951                 if (ret2 != req->cqe.res && ret2 >= 0 && need_complete_io(req)) {
 952                         struct io_async_rw *io;
 953
 954                         trace_io_uring_short_write(req->ctx, kiocb->ki_pos - ret2,
 955                                                 req->cqe.res, ret2);
 956
 957                         /* This is a partial write. The file pos has already been
 958                          * updated, setup the async struct to complete the request
 959                          * in the worker. Also update bytes_done to account for
 960                          * the bytes already written.
 961                          */
 962                         iov_iter_save_state(&s->iter, &s->iter_state);
 963                         ret = io_setup_async_rw(req, iovec, s, true);
 964
 965                         io = req->async_data;
 966                         if (io)
 967                                 io->bytes_done += ret2;
 968
 969                         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
 970                                 io_req_end_write(req);
 971                         return ret ? ret : -EAGAIN;
 972                 }
 973 done:
 974                 ret = kiocb_done(req, ret2, issue_flags);
 975         } else {
 976 copy_iov:
 977                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 978                 ret = io_setup_async_rw(req, iovec, s, false);
 979                 if (!ret) {
 980                         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
 981                                 io_req_end_write(req);
 982                         return -EAGAIN;
 983                 }
 984                 return ret;
 985         }
 986         /* it's reportedly faster than delegating the null check to kfree() */
 987         if (iovec)
 988                 kfree(iovec);
 989         return ret;
 990 }
 991
 992 static void io_cqring_ev_posted_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx)
 993 {
 994         io_commit_cqring_flush(ctx);
 995         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
 996                 io_cqring_wake(ctx);
 997 }
 998
 999 void io_rw_fail(struct io_kiocb *req)
1000 {
1001         int res;
1002
1003         res = io_fixup_rw_res(req, req->cqe.res);
1004         io_req_set_res(req, res, req->cqe.flags);
1005 }
1006
1007 int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, bool force_nonspin)
1008 {
1009         struct io_wq_work_node *pos, *start, *prev;
1010         unsigned int poll_flags = 0;
1011         DEFINE_IO_COMP_BATCH(iob);
1012         int nr_events = 0;
1013
1014         /*
1015          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1016          * off our complete list.
1017          */
1018         if (ctx->poll_multi_queue || force_nonspin)
1019                 poll_flags |= BLK_POLL_ONESHOT;
1020
1021         wq_list_for_each(pos, start, &ctx->iopoll_list) {
1022                 struct io_kiocb *req = container_of(pos, struct io_kiocb, comp_list);
1023                 struct file *file = req->file;
1024                 int ret;
1025
1026                 /*
1027                  * Move completed and retryable entries to our local lists.
1028                  * If we find a request that requires polling, break out
1029                  * and complete those lists first, if we have entries there.
1030                  */
1031                 if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1032                         break;
1033
1034                 if (req->opcode == IORING_OP_URING_CMD) {
1035                         struct io_uring_cmd *ioucmd;
1036
1037                         ioucmd = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_uring_cmd);
1038                         ret = file->f_op->uring_cmd_iopoll(ioucmd, &iob,
1039                                                                 poll_flags);
1040                 } else {
1041                         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
1042
1043                         ret = file->f_op->iopoll(&rw->kiocb, &iob, poll_flags);
1044                 }
1045                 if (unlikely(ret < 0))
1046                         return ret;
1047                 else if (ret)
1048                         poll_flags |= BLK_POLL_ONESHOT;
1049
1050                 /* iopoll may have completed current req */
1051                 if (!rq_list_empty(iob.req_list) ||
1052                     READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1053                         break;
1054         }
1055
1056         if (!rq_list_empty(iob.req_list))
1057                 iob.complete(&iob);
1058         else if (!pos)
1059                 return 0;
1060
1061         prev = start;
1062         wq_list_for_each_resume(pos, prev) {
1063                 struct io_kiocb *req = container_of(pos, struct io_kiocb, comp_list);
1064
1065                 /* order with io_complete_rw_iopoll(), e.g. ->result updates */
1066                 if (!smp_load_acquire(&req->iopoll_completed))
1067                         break;
1068                 nr_events++;
1069                 if (unlikely(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1070                         continue;
1071
1072                 req->cqe.flags = io_put_kbuf(req, 0);
1073                 if (unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1074                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1075                         io_req_cqe_overflow(req);
1076                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1077                 }
1078         }
1079
1080         if (unlikely(!nr_events))
1081                 return 0;
1082
1083         io_commit_cqring(ctx);
1084         io_cqring_ev_posted_iopoll(ctx);
1085         pos = start ? start->next : ctx->iopoll_list.first;
1086         wq_list_cut(&ctx->iopoll_list, prev, start);
1087         io_free_batch_list(ctx, pos);
1088         return nr_events;
1089 }