io_uring: recycle kbuf recycle on tw requeue
[linux-2.6-block.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 #define IO_RSRC_REF_BATCH       100
31
32 /* only define max */
33 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (1U << 20)
34 #define IORING_MAX_REG_BUFFERS  (1U << 14)
35
36 void io_rsrc_refs_drop(struct io_ring_ctx *ctx)
37         __must_hold(&ctx->uring_lock)
38 {
39         if (ctx->rsrc_cached_refs) {
40                 io_rsrc_put_node(ctx->rsrc_node, ctx->rsrc_cached_refs);
41                 ctx->rsrc_cached_refs = 0;
42         }
43 }
44
45 int __io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
46 {
47         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
48
49         if (!nr_pages)
50                 return 0;
51
52         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
53         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
54
55         cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
56         do {
57                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
58                 if (new_pages > page_limit)
59                         return -ENOMEM;
60         } while (!atomic_long_try_cmpxchg(&user->locked_vm,
61                                           &cur_pages, new_pages));
62         return 0;
63 }
64
65 static void io_unaccount_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
66 {
67         if (ctx->user)
68                 __io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
69
70         if (ctx->mm_account)
71                 atomic64_sub(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
72 }
73
74 static int io_account_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
75 {
76         int ret;
77
78         if (ctx->user) {
79                 ret = __io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
80                 if (ret)
81                         return ret;
82         }
83
84         if (ctx->mm_account)
85                 atomic64_add(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
86
87         return 0;
88 }
89
90 static int io_copy_iov(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *dst,
91                        void __user *arg, unsigned index)
92 {
93         struct iovec __user *src;
94
95 #ifdef CONFIG_COMPAT
96         if (ctx->compat) {
97                 struct compat_iovec __user *ciovs;
98                 struct compat_iovec ciov;
99
100                 ciovs = (struct compat_iovec __user *) arg;
101                 if (copy_from_user(&ciov, &ciovs[index], sizeof(ciov)))
102                         return -EFAULT;
103
104                 dst->iov_base = u64_to_user_ptr((u64)ciov.iov_base);
105                 dst->iov_len = ciov.iov_len;
106                 return 0;
107         }
108 #endif
109         src = (struct iovec __user *) arg;
110         if (copy_from_user(dst, &src[index], sizeof(*dst)))
111                 return -EFAULT;
112         return 0;
113 }
114
115 static int io_buffer_validate(struct iovec *iov)
116 {
117         unsigned long tmp, acct_len = iov->iov_len + (PAGE_SIZE - 1);
118
119         /*
120          * Don't impose further limits on the size and buffer
121          * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
122          * submitted if they are wrong.
123          */
124         if (!iov->iov_base)
125                 return iov->iov_len ? -EFAULT : 0;
126         if (!iov->iov_len)
127                 return -EFAULT;
128
129         /* arbitrary limit, but we need something */
130         if (iov->iov_len > SZ_1G)
131                 return -EFAULT;
132
133         if (check_add_overflow((unsigned long)iov->iov_base, acct_len, &tmp))
134                 return -EOVERFLOW;
135
136         return 0;
137 }
138
139 static void io_buffer_unmap(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_mapped_ubuf **slot)
140 {
141         struct io_mapped_ubuf *imu = *slot;
142         unsigned int i;
143
144         if (imu != ctx->dummy_ubuf) {
145                 for (i = 0; i < imu->nr_bvecs; i++)
146                         unpin_user_page(imu->bvec[i].bv_page);
147                 if (imu->acct_pages)
148                         io_unaccount_mem(ctx, imu->acct_pages);
149                 kvfree(imu);
150         }
151         *slot = NULL;
152 }
153
154 void io_rsrc_refs_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
155         __must_hold(&ctx->uring_lock)
156 {
157         ctx->rsrc_cached_refs += IO_RSRC_REF_BATCH;
158         percpu_ref_get_many(&ctx->rsrc_node->refs, IO_RSRC_REF_BATCH);
159 }
160
161 static void __io_rsrc_put_work(struct io_rsrc_node *ref_node)
162 {
163         struct io_rsrc_data *rsrc_data = ref_node->rsrc_data;
164         struct io_ring_ctx *ctx = rsrc_data->ctx;
165         struct io_rsrc_put *prsrc, *tmp;
166
167         list_for_each_entry_safe(prsrc, tmp, &ref_node->rsrc_list, list) {
168                 list_del(&prsrc->list);
169
170                 if (prsrc->tag) {
171                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
172                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
173                                 io_post_aux_cqe(ctx, prsrc->tag, 0, 0, true);
174                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
175                         } else {
176                                 io_post_aux_cqe(ctx, prsrc->tag, 0, 0, true);
177                         }
178                 }
179
180                 rsrc_data->do_put(ctx, prsrc);
181                 kfree(prsrc);
182         }
183
184         io_rsrc_node_destroy(ref_node);
185         if (atomic_dec_and_test(&rsrc_data->refs))
186                 complete(&rsrc_data->done);
187 }
188
189 void io_rsrc_put_work(struct work_struct *work)
190 {
191         struct io_ring_ctx *ctx;
192         struct llist_node *node;
193
194         ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, rsrc_put_work.work);
195         node = llist_del_all(&ctx->rsrc_put_llist);
196
197         while (node) {
198                 struct io_rsrc_node *ref_node;
199                 struct llist_node *next = node->next;
200
201                 ref_node = llist_entry(node, struct io_rsrc_node, llist);
202                 __io_rsrc_put_work(ref_node);
203                 node = next;
204         }
205 }
206
207 void io_wait_rsrc_data(struct io_rsrc_data *data)
208 {
209         if (data && !atomic_dec_and_test(&data->refs))
210                 wait_for_completion(&data->done);
211 }
212
213 void io_rsrc_node_destroy(struct io_rsrc_node *ref_node)
214 {
215         percpu_ref_exit(&ref_node->refs);
216         kfree(ref_node);
217 }
218
219 static __cold void io_rsrc_node_ref_zero(struct percpu_ref *ref)
220 {
221         struct io_rsrc_node *node = container_of(ref, struct io_rsrc_node, refs);
222         struct io_ring_ctx *ctx = node->rsrc_data->ctx;
223         unsigned long flags;
224         bool first_add = false;
225         unsigned long delay = HZ;
226
227         spin_lock_irqsave(&ctx->rsrc_ref_lock, flags);
228         node->done = true;
229
230         /* if we are mid-quiesce then do not delay */
231         if (node->rsrc_data->quiesce)
232                 delay = 0;
233
234         while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)) {
235                 node = list_first_entry(&ctx->rsrc_ref_list,
236                                             struct io_rsrc_node, node);
237                 /* recycle ref nodes in order */
238                 if (!node->done)
239                         break;
240                 list_del(&node->node);
241                 first_add |= llist_add(&node->llist, &ctx->rsrc_put_llist);
242         }
243         spin_unlock_irqrestore(&ctx->rsrc_ref_lock, flags);
244
245         if (first_add)
246                 mod_delayed_work(system_wq, &ctx->rsrc_put_work, delay);
247 }
248
249 static struct io_rsrc_node *io_rsrc_node_alloc(void)
250 {
251         struct io_rsrc_node *ref_node;
252
253         ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
254         if (!ref_node)
255                 return NULL;
256
257         if (percpu_ref_init(&ref_node->refs, io_rsrc_node_ref_zero,
258                             0, GFP_KERNEL)) {
259                 kfree(ref_node);
260                 return NULL;
261         }
262         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->node);
263         INIT_LIST_HEAD(&ref_node->rsrc_list);
264         ref_node->done = false;
265         return ref_node;
266 }
267
268 void io_rsrc_node_switch(struct io_ring_ctx *ctx,
269                          struct io_rsrc_data *data_to_kill)
270         __must_hold(&ctx->uring_lock)
271 {
272         WARN_ON_ONCE(!ctx->rsrc_backup_node);
273         WARN_ON_ONCE(data_to_kill && !ctx->rsrc_node);
274
275         io_rsrc_refs_drop(ctx);
276
277         if (data_to_kill) {
278                 struct io_rsrc_node *rsrc_node = ctx->rsrc_node;
279
280                 rsrc_node->rsrc_data = data_to_kill;
281                 spin_lock_irq(&ctx->rsrc_ref_lock);
282                 list_add_tail(&rsrc_node->node, &ctx->rsrc_ref_list);
283                 spin_unlock_irq(&ctx->rsrc_ref_lock);
284
285                 atomic_inc(&data_to_kill->refs);
286                 percpu_ref_kill(&rsrc_node->refs);
287                 ctx->rsrc_node = NULL;
288         }
289
290         if (!ctx->rsrc_node) {
291                 ctx->rsrc_node = ctx->rsrc_backup_node;
292                 ctx->rsrc_backup_node = NULL;
293         }
294 }
295
296 int io_rsrc_node_switch_start(struct io_ring_ctx *ctx)
297 {
298         if (ctx->rsrc_backup_node)
299                 return 0;
300         ctx->rsrc_backup_node = io_rsrc_node_alloc();
301         return ctx->rsrc_backup_node ? 0 : -ENOMEM;
302 }
303
304 __cold static int io_rsrc_ref_quiesce(struct io_rsrc_data *data,
305                                       struct io_ring_ctx *ctx)
306 {
307         int ret;
308
309         /* As we may drop ->uring_lock, other task may have started quiesce */
310         if (data->quiesce)
311                 return -ENXIO;
312
313         data->quiesce = true;
314         do {
315                 ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
316                 if (ret)
317                         break;
318                 io_rsrc_node_switch(ctx, data);
319
320                 /* kill initial ref, already quiesced if zero */
321                 if (atomic_dec_and_test(&data->refs))
322                         break;
323                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
324                 flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
325                 ret = wait_for_completion_interruptible(&data->done);
326                 if (!ret) {
327                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
328                         if (atomic_read(&data->refs) > 0) {
329                                 /*
330                                  * it has been revived by another thread while
331                                  * we were unlocked
332                                  */
333                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
334                         } else {
335                                 break;
336                         }
337                 }
338
339                 atomic_inc(&data->refs);
340                 /* wait for all works potentially completing data->done */
341                 flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
342                 reinit_completion(&data->done);
343
344                 ret = io_run_task_work_sig();
345                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
346         } while (ret >= 0);
347         data->quiesce = false;
348
349         return ret;
350 }
351
352 static void io_free_page_table(void **table, size_t size)
353 {
354         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
355
356         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
357                 kfree(table[i]);
358         kfree(table);
359 }
360
361 static void io_rsrc_data_free(struct io_rsrc_data *data)
362 {
363         size_t size = data->nr * sizeof(data->tags[0][0]);
364
365         if (data->tags)
366                 io_free_page_table((void **)data->tags, size);
367         kfree(data);
368 }
369
370 static __cold void **io_alloc_page_table(size_t size)
371 {
372         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
373         size_t init_size = size;
374         void **table;
375
376         table = kcalloc(nr_tables, sizeof(*table), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
377         if (!table)
378                 return NULL;
379
380         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
381                 unsigned int this_size = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE);
382
383                 table[i] = kzalloc(this_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT);
384                 if (!table[i]) {
385                         io_free_page_table(table, init_size);
386                         return NULL;
387                 }
388                 size -= this_size;
389         }
390         return table;
391 }
392
393 __cold static int io_rsrc_data_alloc(struct io_ring_ctx *ctx,
394                                      rsrc_put_fn *do_put, u64 __user *utags,
395                                      unsigned nr, struct io_rsrc_data **pdata)
396 {
397         struct io_rsrc_data *data;
398         int ret = -ENOMEM;
399         unsigned i;
400
401         data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
402         if (!data)
403                 return -ENOMEM;
404         data->tags = (u64 **)io_alloc_page_table(nr * sizeof(data->tags[0][0]));
405         if (!data->tags) {
406                 kfree(data);
407                 return -ENOMEM;
408         }
409
410         data->nr = nr;
411         data->ctx = ctx;
412         data->do_put = do_put;
413         if (utags) {
414                 ret = -EFAULT;
415                 for (i = 0; i < nr; i++) {
416                         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, i);
417
418                         if (copy_from_user(tag_slot, &utags[i],
419                                            sizeof(*tag_slot)))
420                                 goto fail;
421                 }
422         }
423
424         atomic_set(&data->refs, 1);
425         init_completion(&data->done);
426         *pdata = data;
427         return 0;
428 fail:
429         io_rsrc_data_free(data);
430         return ret;
431 }
432
433 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
434                                  struct io_uring_rsrc_update2 *up,
435                                  unsigned nr_args)
436 {
437         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
438         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->data);
439         struct io_rsrc_data *data = ctx->file_data;
440         struct io_fixed_file *file_slot;
441         struct file *file;
442         int fd, i, err = 0;
443         unsigned int done;
444         bool needs_switch = false;
445
446         if (!ctx->file_data)
447                 return -ENXIO;
448         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_files)
449                 return -EINVAL;
450
451         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
452                 u64 tag = 0;
453
454                 if ((tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) ||
455                     copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
456                         err = -EFAULT;
457                         break;
458                 }
459                 if ((fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP || fd == -1) && tag) {
460                         err = -EINVAL;
461                         break;
462                 }
463                 if (fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP)
464                         continue;
465
466                 i = array_index_nospec(up->offset + done, ctx->nr_user_files);
467                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
468
469                 if (file_slot->file_ptr) {
470                         file = (struct file *)(file_slot->file_ptr & FFS_MASK);
471                         err = io_queue_rsrc_removal(data, i, ctx->rsrc_node, file);
472                         if (err)
473                                 break;
474                         file_slot->file_ptr = 0;
475                         io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
476                         needs_switch = true;
477                 }
478                 if (fd != -1) {
479                         file = fget(fd);
480                         if (!file) {
481                                 err = -EBADF;
482                                 break;
483                         }
484                         /*
485                          * Don't allow io_uring instances to be registered. If
486                          * UNIX isn't enabled, then this causes a reference
487                          * cycle and this instance can never get freed. If UNIX
488                          * is enabled we'll handle it just fine, but there's
489                          * still no point in allowing a ring fd as it doesn't
490                          * support regular read/write anyway.
491                          */
492                         if (io_is_uring_fops(file)) {
493                                 fput(file);
494                                 err = -EBADF;
495                                 break;
496                         }
497                         err = io_scm_file_account(ctx, file);
498                         if (err) {
499                                 fput(file);
500                                 break;
501                         }
502                         *io_get_tag_slot(data, i) = tag;
503                         io_fixed_file_set(file_slot, file);
504                         io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
505                 }
506         }
507
508         if (needs_switch)
509                 io_rsrc_node_switch(ctx, data);
510         return done ? done : err;
511 }
512
513 static int __io_sqe_buffers_update(struct io_ring_ctx *ctx,
514                                    struct io_uring_rsrc_update2 *up,
515                                    unsigned int nr_args)
516 {
517         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
518         struct iovec iov, __user *iovs = u64_to_user_ptr(up->data);
519         struct page *last_hpage = NULL;
520         bool needs_switch = false;
521         __u32 done;
522         int i, err;
523
524         if (!ctx->buf_data)
525                 return -ENXIO;
526         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_bufs)
527                 return -EINVAL;
528
529         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
530                 struct io_mapped_ubuf *imu;
531                 int offset = up->offset + done;
532                 u64 tag = 0;
533
534                 err = io_copy_iov(ctx, &iov, iovs, done);
535                 if (err)
536                         break;
537                 if (tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) {
538                         err = -EFAULT;
539                         break;
540                 }
541                 err = io_buffer_validate(&iov);
542                 if (err)
543                         break;
544                 if (!iov.iov_base && tag) {
545                         err = -EINVAL;
546                         break;
547                 }
548                 err = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &imu, &last_hpage);
549                 if (err)
550                         break;
551
552                 i = array_index_nospec(offset, ctx->nr_user_bufs);
553                 if (ctx->user_bufs[i] != ctx->dummy_ubuf) {
554                         err = io_queue_rsrc_removal(ctx->buf_data, i,
555                                                     ctx->rsrc_node, ctx->user_bufs[i]);
556                         if (unlikely(err)) {
557                                 io_buffer_unmap(ctx, &imu);
558                                 break;
559                         }
560                         ctx->user_bufs[i] = ctx->dummy_ubuf;
561                         needs_switch = true;
562                 }
563
564                 ctx->user_bufs[i] = imu;
565                 *io_get_tag_slot(ctx->buf_data, offset) = tag;
566         }
567
568         if (needs_switch)
569                 io_rsrc_node_switch(ctx, ctx->buf_data);
570         return done ? done : err;
571 }
572
573 static int __io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned type,
574                                      struct io_uring_rsrc_update2 *up,
575                                      unsigned nr_args)
576 {
577         __u32 tmp;
578         int err;
579
580         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &tmp))
581                 return -EOVERFLOW;
582         err = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
583         if (err)
584                 return err;
585
586         switch (type) {
587         case IORING_RSRC_FILE:
588                 return __io_sqe_files_update(ctx, up, nr_args);
589         case IORING_RSRC_BUFFER:
590                 return __io_sqe_buffers_update(ctx, up, nr_args);
591         }
592         return -EINVAL;
593 }
594
595 int io_register_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
596                              unsigned nr_args)
597 {
598         struct io_uring_rsrc_update2 up;
599
600         if (!nr_args)
601                 return -EINVAL;
602         memset(&up, 0, sizeof(up));
603         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(struct io_uring_rsrc_update)))
604                 return -EFAULT;
605         if (up.resv || up.resv2)
606                 return -EINVAL;
607         return __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE, &up, nr_args);
608 }
609
610 int io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
611                             unsigned size, unsigned type)
612 {
613         struct io_uring_rsrc_update2 up;
614
615         if (size != sizeof(up))
616                 return -EINVAL;
617         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
618                 return -EFAULT;
619         if (!up.nr || up.resv || up.resv2)
620                 return -EINVAL;
621         return __io_register_rsrc_update(ctx, type, &up, up.nr);
622 }
623
624 __cold int io_register_rsrc(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
625                             unsigned int size, unsigned int type)
626 {
627         struct io_uring_rsrc_register rr;
628
629         /* keep it extendible */
630         if (size != sizeof(rr))
631                 return -EINVAL;
632
633         memset(&rr, 0, sizeof(rr));
634         if (copy_from_user(&rr, arg, size))
635                 return -EFAULT;
636         if (!rr.nr || rr.resv2)
637                 return -EINVAL;
638         if (rr.flags & ~IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE)
639                 return -EINVAL;
640
641         switch (type) {
642         case IORING_RSRC_FILE:
643                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
644                         break;
645                 return io_sqe_files_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
646                                              rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
647         case IORING_RSRC_BUFFER:
648                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
649                         break;
650                 return io_sqe_buffers_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
651                                                rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
652         }
653         return -EINVAL;
654 }
655
656 int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
657 {
658         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
659
660         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
661                 return -EINVAL;
662         if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
663                 return -EINVAL;
664
665         up->offset = READ_ONCE(sqe->off);
666         up->nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
667         if (!up->nr_args)
668                 return -EINVAL;
669         up->arg = READ_ONCE(sqe->addr);
670         return 0;
671 }
672
673 static int io_files_update_with_index_alloc(struct io_kiocb *req,
674                                             unsigned int issue_flags)
675 {
676         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
677         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->arg);
678         unsigned int done;
679         struct file *file;
680         int ret, fd;
681
682         if (!req->ctx->file_data)
683                 return -ENXIO;
684
685         for (done = 0; done < up->nr_args; done++) {
686                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
687                         ret = -EFAULT;
688                         break;
689                 }
690
691                 file = fget(fd);
692                 if (!file) {
693                         ret = -EBADF;
694                         break;
695                 }
696                 ret = io_fixed_fd_install(req, issue_flags, file,
697                                           IORING_FILE_INDEX_ALLOC);
698                 if (ret < 0)
699                         break;
700                 if (copy_to_user(&fds[done], &ret, sizeof(ret))) {
701                         __io_close_fixed(req->ctx, issue_flags, ret);
702                         ret = -EFAULT;
703                         break;
704                 }
705         }
706
707         if (done)
708                 return done;
709         return ret;
710 }
711
712 int io_files_update(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
713 {
714         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
715         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
716         struct io_uring_rsrc_update2 up2;
717         int ret;
718
719         up2.offset = up->offset;
720         up2.data = up->arg;
721         up2.nr = 0;
722         up2.tags = 0;
723         up2.resv = 0;
724         up2.resv2 = 0;
725
726         if (up->offset == IORING_FILE_INDEX_ALLOC) {
727                 ret = io_files_update_with_index_alloc(req, issue_flags);
728         } else {
729                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
730                 ret = __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE,
731                                                 &up2, up->nr_args);
732                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
733         }
734
735         if (ret < 0)
736                 req_set_fail(req);
737         io_req_set_res(req, ret, 0);
738         return IOU_OK;
739 }
740
741 int io_queue_rsrc_removal(struct io_rsrc_data *data, unsigned idx,
742                           struct io_rsrc_node *node, void *rsrc)
743 {
744         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, idx);
745         struct io_rsrc_put *prsrc;
746
747         prsrc = kzalloc(sizeof(*prsrc), GFP_KERNEL);
748         if (!prsrc)
749                 return -ENOMEM;
750
751         prsrc->tag = *tag_slot;
752         *tag_slot = 0;
753         prsrc->rsrc = rsrc;
754         list_add(&prsrc->list, &node->rsrc_list);
755         return 0;
756 }
757
758 void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
759 {
760 #if !defined(IO_URING_SCM_ALL)
761         int i;
762
763         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
764                 struct file *file = io_file_from_index(&ctx->file_table, i);
765
766                 if (!file)
767                         continue;
768                 if (io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i)->file_ptr & FFS_SCM)
769                         continue;
770                 io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
771                 fput(file);
772         }
773 #endif
774
775 #if defined(CONFIG_UNIX)
776         if (ctx->ring_sock) {
777                 struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
778                 struct sk_buff *skb;
779
780                 while ((skb = skb_dequeue(&sock->sk_receive_queue)) != NULL)
781                         kfree_skb(skb);
782         }
783 #endif
784         io_free_file_tables(&ctx->file_table);
785         io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
786         ctx->file_data = NULL;
787         ctx->nr_user_files = 0;
788 }
789
790 int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
791 {
792         unsigned nr = ctx->nr_user_files;
793         int ret;
794
795         if (!ctx->file_data)
796                 return -ENXIO;
797
798         /*
799          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
800          * prevent new requests using the table.
801          */
802         ctx->nr_user_files = 0;
803         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->file_data, ctx);
804         ctx->nr_user_files = nr;
805         if (!ret)
806                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
807         return ret;
808 }
809
810 /*
811  * Ensure the UNIX gc is aware of our file set, so we are certain that
812  * the io_uring can be safely unregistered on process exit, even if we have
813  * loops in the file referencing. We account only files that can hold other
814  * files because otherwise they can't form a loop and so are not interesting
815  * for GC.
816  */
817 int __io_scm_file_account(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
818 {
819 #if defined(CONFIG_UNIX)
820         struct sock *sk = ctx->ring_sock->sk;
821         struct sk_buff_head *head = &sk->sk_receive_queue;
822         struct scm_fp_list *fpl;
823         struct sk_buff *skb;
824
825         if (likely(!io_file_need_scm(file)))
826                 return 0;
827
828         /*
829          * See if we can merge this file into an existing skb SCM_RIGHTS
830          * file set. If there's no room, fall back to allocating a new skb
831          * and filling it in.
832          */
833         spin_lock_irq(&head->lock);
834         skb = skb_peek(head);
835         if (skb && UNIXCB(skb).fp->count < SCM_MAX_FD)
836                 __skb_unlink(skb, head);
837         else
838                 skb = NULL;
839         spin_unlock_irq(&head->lock);
840
841         if (!skb) {
842                 fpl = kzalloc(sizeof(*fpl), GFP_KERNEL);
843                 if (!fpl)
844                         return -ENOMEM;
845
846                 skb = alloc_skb(0, GFP_KERNEL);
847                 if (!skb) {
848                         kfree(fpl);
849                         return -ENOMEM;
850                 }
851
852                 fpl->user = get_uid(current_user());
853                 fpl->max = SCM_MAX_FD;
854                 fpl->count = 0;
855
856                 UNIXCB(skb).fp = fpl;
857                 skb->sk = sk;
858                 skb->destructor = unix_destruct_scm;
859                 refcount_add(skb->truesize, &sk->sk_wmem_alloc);
860         }
861
862         fpl = UNIXCB(skb).fp;
863         fpl->fp[fpl->count++] = get_file(file);
864         unix_inflight(fpl->user, file);
865         skb_queue_head(head, skb);
866         fput(file);
867 #endif
868         return 0;
869 }
870
871 static void io_rsrc_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
872 {
873         struct file *file = prsrc->file;
874 #if defined(CONFIG_UNIX)
875         struct sock *sock = ctx->ring_sock->sk;
876         struct sk_buff_head list, *head = &sock->sk_receive_queue;
877         struct sk_buff *skb;
878         int i;
879
880         if (!io_file_need_scm(file)) {
881                 fput(file);
882                 return;
883         }
884
885         __skb_queue_head_init(&list);
886
887         /*
888          * Find the skb that holds this file in its SCM_RIGHTS. When found,
889          * remove this entry and rearrange the file array.
890          */
891         skb = skb_dequeue(head);
892         while (skb) {
893                 struct scm_fp_list *fp;
894
895                 fp = UNIXCB(skb).fp;
896                 for (i = 0; i < fp->count; i++) {
897                         int left;
898
899                         if (fp->fp[i] != file)
900                                 continue;
901
902                         unix_notinflight(fp->user, fp->fp[i]);
903                         left = fp->count - 1 - i;
904                         if (left) {
905                                 memmove(&fp->fp[i], &fp->fp[i + 1],
906                                                 left * sizeof(struct file *));
907                         }
908                         fp->count--;
909                         if (!fp->count) {
910                                 kfree_skb(skb);
911                                 skb = NULL;
912                         } else {
913                                 __skb_queue_tail(&list, skb);
914                         }
915                         fput(file);
916                         file = NULL;
917                         break;
918                 }
919
920                 if (!file)
921                         break;
922
923                 __skb_queue_tail(&list, skb);
924
925                 skb = skb_dequeue(head);
926         }
927
928         if (skb_peek(&list)) {
929                 spin_lock_irq(&head->lock);
930                 while ((skb = __skb_dequeue(&list)) != NULL)
931                         __skb_queue_tail(head, skb);
932                 spin_unlock_irq(&head->lock);
933         }
934 #else
935         fput(file);
936 #endif
937 }
938
939 int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
940                           unsigned nr_args, u64 __user *tags)
941 {
942         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
943         struct file *file;
944         int fd, ret;
945         unsigned i;
946
947         if (ctx->file_data)
948                 return -EBUSY;
949         if (!nr_args)
950                 return -EINVAL;
951         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
952                 return -EMFILE;
953         if (nr_args > rlimit(RLIMIT_NOFILE))
954                 return -EMFILE;
955         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
956         if (ret)
957                 return ret;
958         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_file_put, tags, nr_args,
959                                  &ctx->file_data);
960         if (ret)
961                 return ret;
962
963         if (!io_alloc_file_tables(&ctx->file_table, nr_args)) {
964                 io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
965                 ctx->file_data = NULL;
966                 return -ENOMEM;
967         }
968
969         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
970                 struct io_fixed_file *file_slot;
971
972                 if (fds && copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
973                         ret = -EFAULT;
974                         goto fail;
975                 }
976                 /* allow sparse sets */
977                 if (!fds || fd == -1) {
978                         ret = -EINVAL;
979                         if (unlikely(*io_get_tag_slot(ctx->file_data, i)))
980                                 goto fail;
981                         continue;
982                 }
983
984                 file = fget(fd);
985                 ret = -EBADF;
986                 if (unlikely(!file))
987                         goto fail;
988
989                 /*
990                  * Don't allow io_uring instances to be registered. If UNIX
991                  * isn't enabled, then this causes a reference cycle and this
992                  * instance can never get freed. If UNIX is enabled we'll
993                  * handle it just fine, but there's still no point in allowing
994                  * a ring fd as it doesn't support regular read/write anyway.
995                  */
996                 if (io_is_uring_fops(file)) {
997                         fput(file);
998                         goto fail;
999                 }
1000                 ret = io_scm_file_account(ctx, file);
1001                 if (ret) {
1002                         fput(file);
1003                         goto fail;
1004                 }
1005                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
1006                 io_fixed_file_set(file_slot, file);
1007                 io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
1008         }
1009
1010         /* default it to the whole table */
1011         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, ctx->nr_user_files);
1012         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
1013         return 0;
1014 fail:
1015         __io_sqe_files_unregister(ctx);
1016         return ret;
1017 }
1018
1019 static void io_rsrc_buf_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
1020 {
1021         io_buffer_unmap(ctx, &prsrc->buf);
1022         prsrc->buf = NULL;
1023 }
1024
1025 void __io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
1026 {
1027         unsigned int i;
1028
1029         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++)
1030                 io_buffer_unmap(ctx, &ctx->user_bufs[i]);
1031         kfree(ctx->user_bufs);
1032         io_rsrc_data_free(ctx->buf_data);
1033         ctx->user_bufs = NULL;
1034         ctx->buf_data = NULL;
1035         ctx->nr_user_bufs = 0;
1036 }
1037
1038 int io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
1039 {
1040         unsigned nr = ctx->nr_user_bufs;
1041         int ret;
1042
1043         if (!ctx->buf_data)
1044                 return -ENXIO;
1045
1046         /*
1047          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
1048          * prevent new requests using the table.
1049          */
1050         ctx->nr_user_bufs = 0;
1051         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->buf_data, ctx);
1052         ctx->nr_user_bufs = nr;
1053         if (!ret)
1054                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1055         return ret;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Not super efficient, but this is just a registration time. And we do cache
1060  * the last compound head, so generally we'll only do a full search if we don't
1061  * match that one.
1062  *
1063  * We check if the given compound head page has already been accounted, to
1064  * avoid double accounting it. This allows us to account the full size of the
1065  * page, not just the constituent pages of a huge page.
1066  */
1067 static bool headpage_already_acct(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
1068                                   int nr_pages, struct page *hpage)
1069 {
1070         int i, j;
1071
1072         /* check current page array */
1073         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1074                 if (!PageCompound(pages[i]))
1075                         continue;
1076                 if (compound_head(pages[i]) == hpage)
1077                         return true;
1078         }
1079
1080         /* check previously registered pages */
1081         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
1082                 struct io_mapped_ubuf *imu = ctx->user_bufs[i];
1083
1084                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++) {
1085                         if (!PageCompound(imu->bvec[j].bv_page))
1086                                 continue;
1087                         if (compound_head(imu->bvec[j].bv_page) == hpage)
1088                                 return true;
1089                 }
1090         }
1091
1092         return false;
1093 }
1094
1095 static int io_buffer_account_pin(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
1096                                  int nr_pages, struct io_mapped_ubuf *imu,
1097                                  struct page **last_hpage)
1098 {
1099         int i, ret;
1100
1101         imu->acct_pages = 0;
1102         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1103                 if (!PageCompound(pages[i])) {
1104                         imu->acct_pages++;
1105                 } else {
1106                         struct page *hpage;
1107
1108                         hpage = compound_head(pages[i]);
1109                         if (hpage == *last_hpage)
1110                                 continue;
1111                         *last_hpage = hpage;
1112                         if (headpage_already_acct(ctx, pages, i, hpage))
1113                                 continue;
1114                         imu->acct_pages += page_size(hpage) >> PAGE_SHIFT;
1115                 }
1116         }
1117
1118         if (!imu->acct_pages)
1119                 return 0;
1120
1121         ret = io_account_mem(ctx, imu->acct_pages);
1122         if (ret)
1123                 imu->acct_pages = 0;
1124         return ret;
1125 }
1126
1127 struct page **io_pin_pages(unsigned long ubuf, unsigned long len, int *npages)
1128 {
1129         unsigned long start, end, nr_pages;
1130         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
1131         struct page **pages = NULL;
1132         int i, pret, ret = -ENOMEM;
1133
1134         end = (ubuf + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1135         start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
1136         nr_pages = end - start;
1137
1138         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1139         if (!pages)
1140                 goto done;
1141
1142         vmas = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct vm_area_struct *),
1143                               GFP_KERNEL);
1144         if (!vmas)
1145                 goto done;
1146
1147         ret = 0;
1148         mmap_read_lock(current->mm);
1149         pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
1150                               pages, vmas);
1151         if (pret == nr_pages) {
1152                 /* don't support file backed memory */
1153                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1154                         struct vm_area_struct *vma = vmas[i];
1155
1156                         if (vma_is_shmem(vma))
1157                                 continue;
1158                         if (vma->vm_file &&
1159                             !is_file_hugepages(vma->vm_file)) {
1160                                 ret = -EOPNOTSUPP;
1161                                 break;
1162                         }
1163                 }
1164                 *npages = nr_pages;
1165         } else {
1166                 ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
1167         }
1168         mmap_read_unlock(current->mm);
1169         if (ret) {
1170                 /*
1171                  * if we did partial map, or found file backed vmas,
1172                  * release any pages we did get
1173                  */
1174                 if (pret > 0)
1175                         unpin_user_pages(pages, pret);
1176                 goto done;
1177         }
1178         ret = 0;
1179 done:
1180         kvfree(vmas);
1181         if (ret < 0) {
1182                 kvfree(pages);
1183                 pages = ERR_PTR(ret);
1184         }
1185         return pages;
1186 }
1187
1188 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
1189                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
1190                                   struct page **last_hpage)
1191 {
1192         struct io_mapped_ubuf *imu = NULL;
1193         struct page **pages = NULL;
1194         unsigned long off;
1195         size_t size;
1196         int ret, nr_pages, i;
1197
1198         *pimu = ctx->dummy_ubuf;
1199         if (!iov->iov_base)
1200                 return 0;
1201
1202         ret = -ENOMEM;
1203         pages = io_pin_pages((unsigned long) iov->iov_base, iov->iov_len,
1204                                 &nr_pages);
1205         if (IS_ERR(pages)) {
1206                 ret = PTR_ERR(pages);
1207                 pages = NULL;
1208                 goto done;
1209         }
1210
1211         imu = kvmalloc(struct_size(imu, bvec, nr_pages), GFP_KERNEL);
1212         if (!imu)
1213                 goto done;
1214
1215         ret = io_buffer_account_pin(ctx, pages, nr_pages, imu, last_hpage);
1216         if (ret) {
1217                 unpin_user_pages(pages, nr_pages);
1218                 goto done;
1219         }
1220
1221         off = (unsigned long) iov->iov_base & ~PAGE_MASK;
1222         size = iov->iov_len;
1223         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1224                 size_t vec_len;
1225
1226                 vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
1227                 imu->bvec[i].bv_page = pages[i];
1228                 imu->bvec[i].bv_len = vec_len;
1229                 imu->bvec[i].bv_offset = off;
1230                 off = 0;
1231                 size -= vec_len;
1232         }
1233         /* store original address for later verification */
1234         imu->ubuf = (unsigned long) iov->iov_base;
1235         imu->ubuf_end = imu->ubuf + iov->iov_len;
1236         imu->nr_bvecs = nr_pages;
1237         *pimu = imu;
1238         ret = 0;
1239 done:
1240         if (ret)
1241                 kvfree(imu);
1242         kvfree(pages);
1243         return ret;
1244 }
1245
1246 static int io_buffers_map_alloc(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr_args)
1247 {
1248         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(*ctx->user_bufs), GFP_KERNEL);
1249         return ctx->user_bufs ? 0 : -ENOMEM;
1250 }
1251
1252 int io_sqe_buffers_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
1253                             unsigned int nr_args, u64 __user *tags)
1254 {
1255         struct page *last_hpage = NULL;
1256         struct io_rsrc_data *data;
1257         int i, ret;
1258         struct iovec iov;
1259
1260         BUILD_BUG_ON(IORING_MAX_REG_BUFFERS >= (1u << 16));
1261
1262         if (ctx->user_bufs)
1263                 return -EBUSY;
1264         if (!nr_args || nr_args > IORING_MAX_REG_BUFFERS)
1265                 return -EINVAL;
1266         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
1267         if (ret)
1268                 return ret;
1269         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_buf_put, tags, nr_args, &data);
1270         if (ret)
1271                 return ret;
1272         ret = io_buffers_map_alloc(ctx, nr_args);
1273         if (ret) {
1274                 io_rsrc_data_free(data);
1275                 return ret;
1276         }
1277
1278         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_bufs++) {
1279                 if (arg) {
1280                         ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
1281                         if (ret)
1282                                 break;
1283                         ret = io_buffer_validate(&iov);
1284                         if (ret)
1285                                 break;
1286                 } else {
1287                         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
1288                 }
1289
1290                 if (!iov.iov_base && *io_get_tag_slot(data, i)) {
1291                         ret = -EINVAL;
1292                         break;
1293                 }
1294
1295                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &ctx->user_bufs[i],
1296                                              &last_hpage);
1297                 if (ret)
1298                         break;
1299         }
1300
1301         WARN_ON_ONCE(ctx->buf_data);
1302
1303         ctx->buf_data = data;
1304         if (ret)
1305                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1306         else
1307                 io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
1308         return ret;
1309 }
1310
1311 int io_import_fixed(int ddir, struct iov_iter *iter,
1312                            struct io_mapped_ubuf *imu,
1313                            u64 buf_addr, size_t len)
1314 {
1315         u64 buf_end;
1316         size_t offset;
1317
1318         if (WARN_ON_ONCE(!imu))
1319                 return -EFAULT;
1320         if (unlikely(check_add_overflow(buf_addr, (u64)len, &buf_end)))
1321                 return -EFAULT;
1322         /* not inside the mapped region */
1323         if (unlikely(buf_addr < imu->ubuf || buf_end > imu->ubuf_end))
1324                 return -EFAULT;
1325
1326         /*
1327          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1328          * and advance us to the beginning.
1329          */
1330         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1331         iov_iter_bvec(iter, ddir, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1332
1333         if (offset) {
1334                 /*
1335                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1336                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1337                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1338                  * we know that:
1339                  *
1340                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1341                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1342                  *    first and last bvec
1343                  *
1344                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1345                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1346                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1347                  * since we can just skip the first segment, which may not
1348                  * be PAGE_SIZE aligned.
1349                  */
1350                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1351
1352                 if (offset <= bvec->bv_len) {
1353                         iov_iter_advance(iter, offset);
1354                 } else {
1355                         unsigned long seg_skip;
1356
1357                         /* skip first vec */
1358                         offset -= bvec->bv_len;
1359                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1360
1361                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1362                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1363                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1364                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1365                 }
1366         }
1367
1368         return 0;
1369 }