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