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(ctx);
 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                         *io_get_tag_slot(data, i) = tag;
 498                         io_fixed_file_set(file_slot, file);
 499                         io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
 500                 }
 501         }
 502
 503         if (needs_switch)
 504                 io_rsrc_node_switch(ctx, data);
 505         return done ? done : err;
 506 }
 507
 508 static int __io_sqe_buffers_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 509                                    struct io_uring_rsrc_update2 *up,
 510                                    unsigned int nr_args)
 511 {
 512         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
 513         struct iovec iov, __user *iovs = u64_to_user_ptr(up->data);
 514         struct page *last_hpage = NULL;
 515         bool needs_switch = false;
 516         __u32 done;
 517         int i, err;
 518
 519         if (!ctx->buf_data)
 520                 return -ENXIO;
 521         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_bufs)
 522                 return -EINVAL;
 523
 524         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
 525                 struct io_mapped_ubuf *imu;
 526                 int offset = up->offset + done;
 527                 u64 tag = 0;
 528
 529                 err = io_copy_iov(ctx, &iov, iovs, done);
 530                 if (err)
 531                         break;
 532                 if (tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) {
 533                         err = -EFAULT;
 534                         break;
 535                 }
 536                 err = io_buffer_validate(&iov);
 537                 if (err)
 538                         break;
 539                 if (!iov.iov_base && tag) {
 540                         err = -EINVAL;
 541                         break;
 542                 }
 543                 err = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &imu, &last_hpage);
 544                 if (err)
 545                         break;
 546
 547                 i = array_index_nospec(offset, ctx->nr_user_bufs);
 548                 if (ctx->user_bufs[i] != ctx->dummy_ubuf) {
 549                         err = io_queue_rsrc_removal(ctx->buf_data, i,
 550                                                     ctx->rsrc_node, ctx->user_bufs[i]);
 551                         if (unlikely(err)) {
 552                                 io_buffer_unmap(ctx, &imu);
 553                                 break;
 554                         }
 555                         ctx->user_bufs[i] = ctx->dummy_ubuf;
 556                         needs_switch = true;
 557                 }
 558
 559                 ctx->user_bufs[i] = imu;
 560                 *io_get_tag_slot(ctx->buf_data, i) = tag;
 561         }
 562
 563         if (needs_switch)
 564                 io_rsrc_node_switch(ctx, ctx->buf_data);
 565         return done ? done : err;
 566 }
 567
 568 static int __io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned type,
 569                                      struct io_uring_rsrc_update2 *up,
 570                                      unsigned nr_args)
 571 {
 572         __u32 tmp;
 573         int err;
 574
 575         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &tmp))
 576                 return -EOVERFLOW;
 577         err = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
 578         if (err)
 579                 return err;
 580
 581         switch (type) {
 582         case IORING_RSRC_FILE:
 583                 return __io_sqe_files_update(ctx, up, nr_args);
 584         case IORING_RSRC_BUFFER:
 585                 return __io_sqe_buffers_update(ctx, up, nr_args);
 586         }
 587         return -EINVAL;
 588 }
 589
 590 int io_register_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 591                              unsigned nr_args)
 592 {
 593         struct io_uring_rsrc_update2 up;
 594
 595         if (!nr_args)
 596                 return -EINVAL;
 597         memset(&up, 0, sizeof(up));
 598         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(struct io_uring_rsrc_update)))
 599                 return -EFAULT;
 600         if (up.resv || up.resv2)
 601                 return -EINVAL;
 602         return __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE, &up, nr_args);
 603 }
 604
 605 int io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 606                             unsigned size, unsigned type)
 607 {
 608         struct io_uring_rsrc_update2 up;
 609
 610         if (size != sizeof(up))
 611                 return -EINVAL;
 612         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
 613                 return -EFAULT;
 614         if (!up.nr || up.resv || up.resv2)
 615                 return -EINVAL;
 616         return __io_register_rsrc_update(ctx, type, &up, up.nr);
 617 }
 618
 619 __cold int io_register_rsrc(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 620                             unsigned int size, unsigned int type)
 621 {
 622         struct io_uring_rsrc_register rr;
 623
 624         /* keep it extendible */
 625         if (size != sizeof(rr))
 626                 return -EINVAL;
 627
 628         memset(&rr, 0, sizeof(rr));
 629         if (copy_from_user(&rr, arg, size))
 630                 return -EFAULT;
 631         if (!rr.nr || rr.resv2)
 632                 return -EINVAL;
 633         if (rr.flags & ~IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE)
 634                 return -EINVAL;
 635
 636         switch (type) {
 637         case IORING_RSRC_FILE:
 638                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
 639                         break;
 640                 return io_sqe_files_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
 641                                              rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
 642         case IORING_RSRC_BUFFER:
 643                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
 644                         break;
 645                 return io_sqe_buffers_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
 646                                                rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
 647         }
 648         return -EINVAL;
 649 }
 650
 651 int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
 652 {
 653         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
 654
 655         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
 656                 return -EINVAL;
 657         if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
 658                 return -EINVAL;
 659
 660         up->offset = READ_ONCE(sqe->off);
 661         up->nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
 662         if (!up->nr_args)
 663                 return -EINVAL;
 664         up->arg = READ_ONCE(sqe->addr);
 665         return 0;
 666 }
 667
 668 static int io_files_update_with_index_alloc(struct io_kiocb *req,
 669                                             unsigned int issue_flags)
 670 {
 671         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
 672         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->arg);
 673         unsigned int done;
 674         struct file *file;
 675         int ret, fd;
 676
 677         if (!req->ctx->file_data)
 678                 return -ENXIO;
 679
 680         for (done = 0; done < up->nr_args; done++) {
 681                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
 682                         ret = -EFAULT;
 683                         break;
 684                 }
 685
 686                 file = fget(fd);
 687                 if (!file) {
 688                         ret = -EBADF;
 689                         break;
 690                 }
 691                 ret = io_fixed_fd_install(req, issue_flags, file,
 692                                           IORING_FILE_INDEX_ALLOC);
 693                 if (ret < 0)
 694                         break;
 695                 if (copy_to_user(&fds[done], &ret, sizeof(ret))) {
 696                         __io_close_fixed(req->ctx, issue_flags, ret);
 697                         ret = -EFAULT;
 698                         break;
 699                 }
 700         }
 701
 702         if (done)
 703                 return done;
 704         return ret;
 705 }
 706
 707 int io_files_update(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 708 {
 709         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
 710         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 711         struct io_uring_rsrc_update2 up2;
 712         int ret;
 713
 714         up2.offset = up->offset;
 715         up2.data = up->arg;
 716         up2.nr = 0;
 717         up2.tags = 0;
 718         up2.resv = 0;
 719         up2.resv2 = 0;
 720
 721         if (up->offset == IORING_FILE_INDEX_ALLOC) {
 722                 ret = io_files_update_with_index_alloc(req, issue_flags);
 723         } else {
 724                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
 725                 ret = __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE,
 726                                                 &up2, up->nr_args);
 727                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
 728         }
 729
 730         if (ret < 0)
 731                 req_set_fail(req);
 732         io_req_set_res(req, ret, 0);
 733         return IOU_OK;
 734 }
 735
 736 int io_queue_rsrc_removal(struct io_rsrc_data *data, unsigned idx,
 737                           struct io_rsrc_node *node, void *rsrc)
 738 {
 739         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, idx);
 740         struct io_rsrc_put *prsrc;
 741
 742         prsrc = kzalloc(sizeof(*prsrc), GFP_KERNEL);
 743         if (!prsrc)
 744                 return -ENOMEM;
 745
 746         prsrc->tag = *tag_slot;
 747         *tag_slot = 0;
 748         prsrc->rsrc = rsrc;
 749         list_add(&prsrc->list, &node->rsrc_list);
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 754 {
 755         int i;
 756
 757         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
 758                 struct file *file = io_file_from_index(&ctx->file_table, i);
 759
 760                 if (!file)
 761                         continue;
 762                 io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
 763                 fput(file);
 764         }
 765
 766         io_free_file_tables(&ctx->file_table);
 767         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, 0);
 768         io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
 769         ctx->file_data = NULL;
 770         ctx->nr_user_files = 0;
 771 }
 772
 773 int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 774 {
 775         unsigned nr = ctx->nr_user_files;
 776         int ret;
 777
 778         if (!ctx->file_data)
 779                 return -ENXIO;
 780
 781         /*
 782          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
 783          * prevent new requests using the table.
 784          */
 785         ctx->nr_user_files = 0;
 786         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->file_data, ctx);
 787         ctx->nr_user_files = nr;
 788         if (!ret)
 789                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
 790         return ret;
 791 }
 792
 793 static void io_rsrc_file_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
 794 {
 795         struct file *file = prsrc->file;
 796
 797         fput(file);
 798 }
 799
 800 int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 801                           unsigned nr_args, u64 __user *tags)
 802 {
 803         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
 804         struct file *file;
 805         int fd, ret;
 806         unsigned i;
 807
 808         if (ctx->file_data)
 809                 return -EBUSY;
 810         if (!nr_args)
 811                 return -EINVAL;
 812         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
 813                 return -EMFILE;
 814         if (nr_args > rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 815                 return -EMFILE;
 816         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
 817         if (ret)
 818                 return ret;
 819         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_file_put, tags, nr_args,
 820                                  &ctx->file_data);
 821         if (ret)
 822                 return ret;
 823
 824         if (!io_alloc_file_tables(&ctx->file_table, nr_args)) {
 825                 io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
 826                 ctx->file_data = NULL;
 827                 return -ENOMEM;
 828         }
 829
 830         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
 831                 struct io_fixed_file *file_slot;
 832
 833                 if (fds && copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
 834                         ret = -EFAULT;
 835                         goto fail;
 836                 }
 837                 /* allow sparse sets */
 838                 if (!fds || fd == -1) {
 839                         ret = -EINVAL;
 840                         if (unlikely(*io_get_tag_slot(ctx->file_data, i)))
 841                                 goto fail;
 842                         continue;
 843                 }
 844
 845                 file = fget(fd);
 846                 ret = -EBADF;
 847                 if (unlikely(!file))
 848                         goto fail;
 849
 850                 /*
 851                  * Don't allow io_uring instances to be registered.
 852                  */
 853                 if (io_is_uring_fops(file)) {
 854                         fput(file);
 855                         goto fail;
 856                 }
 857                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
 858                 io_fixed_file_set(file_slot, file);
 859                 io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
 860         }
 861
 862         /* default it to the whole table */
 863         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, ctx->nr_user_files);
 864         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
 865         return 0;
 866 fail:
 867         __io_sqe_files_unregister(ctx);
 868         return ret;
 869 }
 870
 871 static void io_rsrc_buf_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
 872 {
 873         io_buffer_unmap(ctx, &prsrc->buf);
 874         prsrc->buf = NULL;
 875 }
 876
 877 void __io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 878 {
 879         unsigned int i;
 880
 881         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++)
 882                 io_buffer_unmap(ctx, &ctx->user_bufs[i]);
 883         kfree(ctx->user_bufs);
 884         io_rsrc_data_free(ctx->buf_data);
 885         ctx->user_bufs = NULL;
 886         ctx->buf_data = NULL;
 887         ctx->nr_user_bufs = 0;
 888 }
 889
 890 int io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 891 {
 892         unsigned nr = ctx->nr_user_bufs;
 893         int ret;
 894
 895         if (!ctx->buf_data)
 896                 return -ENXIO;
 897
 898         /*
 899          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
 900          * prevent new requests using the table.
 901          */
 902         ctx->nr_user_bufs = 0;
 903         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->buf_data, ctx);
 904         ctx->nr_user_bufs = nr;
 905         if (!ret)
 906                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
 907         return ret;
 908 }
 909
 910 /*
 911  * Not super efficient, but this is just a registration time. And we do cache
 912  * the last compound head, so generally we'll only do a full search if we don't
 913  * match that one.
 914  *
 915  * We check if the given compound head page has already been accounted, to
 916  * avoid double accounting it. This allows us to account the full size of the
 917  * page, not just the constituent pages of a huge page.
 918  */
 919 static bool headpage_already_acct(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
 920                                   int nr_pages, struct page *hpage)
 921 {
 922         int i, j;
 923
 924         /* check current page array */
 925         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 926                 if (!PageCompound(pages[i]))
 927                         continue;
 928                 if (compound_head(pages[i]) == hpage)
 929                         return true;
 930         }
 931
 932         /* check previously registered pages */
 933         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
 934                 struct io_mapped_ubuf *imu = ctx->user_bufs[i];
 935
 936                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++) {
 937                         if (!PageCompound(imu->bvec[j].bv_page))
 938                                 continue;
 939                         if (compound_head(imu->bvec[j].bv_page) == hpage)
 940                                 return true;
 941                 }
 942         }
 943
 944         return false;
 945 }
 946
 947 static int io_buffer_account_pin(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
 948                                  int nr_pages, struct io_mapped_ubuf *imu,
 949                                  struct page **last_hpage)
 950 {
 951         int i, ret;
 952
 953         imu->acct_pages = 0;
 954         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 955                 if (!PageCompound(pages[i])) {
 956                         imu->acct_pages++;
 957                 } else {
 958                         struct page *hpage;
 959
 960                         hpage = compound_head(pages[i]);
 961                         if (hpage == *last_hpage)
 962                                 continue;
 963                         *last_hpage = hpage;
 964                         if (headpage_already_acct(ctx, pages, i, hpage))
 965                                 continue;
 966                         imu->acct_pages += page_size(hpage) >> PAGE_SHIFT;
 967                 }
 968         }
 969
 970         if (!imu->acct_pages)
 971                 return 0;
 972
 973         ret = io_account_mem(ctx, imu->acct_pages);
 974         if (ret)
 975                 imu->acct_pages = 0;
 976         return ret;
 977 }
 978
 979 struct page **io_pin_pages(unsigned long ubuf, unsigned long len, int *npages)
 980 {
 981         unsigned long start, end, nr_pages;
 982         struct vm_area_struct **vmas = NULL;
 983         struct page **pages = NULL;
 984         int i, pret, ret = -ENOMEM;
 985
 986         end = (ubuf + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 987         start = ubuf >> PAGE_SHIFT;
 988         nr_pages = end - start;
 989
 990         pages = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 991         if (!pages)
 992                 goto done;
 993
 994         vmas = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct vm_area_struct *),
 995                               GFP_KERNEL);
 996         if (!vmas)
 997                 goto done;
 998
 999         ret = 0;
1000         mmap_read_lock(current->mm);
1001         pret = pin_user_pages(ubuf, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
1002                               pages, vmas);
1003         if (pret == nr_pages) {
1004                 struct file *file = vmas[0]->vm_file;
1005
1006                 /* don't support file backed memory */
1007                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1008                         if (vmas[i]->vm_file != file) {
1009                                 ret = -EINVAL;
1010                                 break;
1011                         }
1012                         if (!file)
1013                                 continue;
1014                         if (!vma_is_shmem(vmas[i]) && !is_file_hugepages(file)) {
1015                                 ret = -EOPNOTSUPP;
1016                                 break;
1017                         }
1018                 }
1019                 *npages = nr_pages;
1020         } else {
1021                 ret = pret < 0 ? pret : -EFAULT;
1022         }
1023         mmap_read_unlock(current->mm);
1024         if (ret) {
1025                 /*
1026                  * if we did partial map, or found file backed vmas,
1027                  * release any pages we did get
1028                  */
1029                 if (pret > 0)
1030                         unpin_user_pages(pages, pret);
1031                 goto done;
1032         }
1033         ret = 0;
1034 done:
1035         kvfree(vmas);
1036         if (ret < 0) {
1037                 kvfree(pages);
1038                 pages = ERR_PTR(ret);
1039         }
1040         return pages;
1041 }
1042
1043 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
1044                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
1045                                   struct page **last_hpage)
1046 {
1047         struct io_mapped_ubuf *imu = NULL;
1048         struct page **pages = NULL;
1049         unsigned long off;
1050         size_t size;
1051         int ret, nr_pages, i;
1052
1053         *pimu = ctx->dummy_ubuf;
1054         if (!iov->iov_base)
1055                 return 0;
1056
1057         ret = -ENOMEM;
1058         pages = io_pin_pages((unsigned long) iov->iov_base, iov->iov_len,
1059                                 &nr_pages);
1060         if (IS_ERR(pages)) {
1061                 ret = PTR_ERR(pages);
1062                 pages = NULL;
1063                 goto done;
1064         }
1065
1066         imu = kvmalloc(struct_size(imu, bvec, nr_pages), GFP_KERNEL);
1067         if (!imu)
1068                 goto done;
1069
1070         ret = io_buffer_account_pin(ctx, pages, nr_pages, imu, last_hpage);
1071         if (ret) {
1072                 unpin_user_pages(pages, nr_pages);
1073                 goto done;
1074         }
1075
1076         off = (unsigned long) iov->iov_base & ~PAGE_MASK;
1077         size = iov->iov_len;
1078         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1079                 size_t vec_len;
1080
1081                 vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
1082                 imu->bvec[i].bv_page = pages[i];
1083                 imu->bvec[i].bv_len = vec_len;
1084                 imu->bvec[i].bv_offset = off;
1085                 off = 0;
1086                 size -= vec_len;
1087         }
1088         /* store original address for later verification */
1089         imu->ubuf = (unsigned long) iov->iov_base;
1090         imu->ubuf_end = imu->ubuf + iov->iov_len;
1091         imu->nr_bvecs = nr_pages;
1092         *pimu = imu;
1093         ret = 0;
1094 done:
1095         if (ret)
1096                 kvfree(imu);
1097         kvfree(pages);
1098         return ret;
1099 }
1100
1101 static int io_buffers_map_alloc(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr_args)
1102 {
1103         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(*ctx->user_bufs), GFP_KERNEL);
1104         return ctx->user_bufs ? 0 : -ENOMEM;
1105 }
1106
1107 int io_sqe_buffers_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
1108                             unsigned int nr_args, u64 __user *tags)
1109 {
1110         struct page *last_hpage = NULL;
1111         struct io_rsrc_data *data;
1112         int i, ret;
1113         struct iovec iov;
1114
1115         BUILD_BUG_ON(IORING_MAX_REG_BUFFERS >= (1u << 16));
1116
1117         if (ctx->user_bufs)
1118                 return -EBUSY;
1119         if (!nr_args || nr_args > IORING_MAX_REG_BUFFERS)
1120                 return -EINVAL;
1121         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
1122         if (ret)
1123                 return ret;
1124         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, io_rsrc_buf_put, tags, nr_args, &data);
1125         if (ret)
1126                 return ret;
1127         ret = io_buffers_map_alloc(ctx, nr_args);
1128         if (ret) {
1129                 io_rsrc_data_free(data);
1130                 return ret;
1131         }
1132
1133         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_bufs++) {
1134                 if (arg) {
1135                         ret = io_copy_iov(ctx, &iov, arg, i);
1136                         if (ret)
1137                                 break;
1138                         ret = io_buffer_validate(&iov);
1139                         if (ret)
1140                                 break;
1141                 } else {
1142                         memset(&iov, 0, sizeof(iov));
1143                 }
1144
1145                 if (!iov.iov_base && *io_get_tag_slot(data, i)) {
1146                         ret = -EINVAL;
1147                         break;
1148                 }
1149
1150                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, &iov, &ctx->user_bufs[i],
1151                                              &last_hpage);
1152                 if (ret)
1153                         break;
1154         }
1155
1156         WARN_ON_ONCE(ctx->buf_data);
1157
1158         ctx->buf_data = data;
1159         if (ret)
1160                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1161         else
1162                 io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
1163         return ret;
1164 }
1165
1166 int io_import_fixed(int ddir, struct iov_iter *iter,
1167                            struct io_mapped_ubuf *imu,
1168                            u64 buf_addr, size_t len)
1169 {
1170         u64 buf_end;
1171         size_t offset;
1172
1173         if (WARN_ON_ONCE(!imu))
1174                 return -EFAULT;
1175         if (unlikely(check_add_overflow(buf_addr, (u64)len, &buf_end)))
1176                 return -EFAULT;
1177         /* not inside the mapped region */
1178         if (unlikely(buf_addr < imu->ubuf || buf_end > imu->ubuf_end))
1179                 return -EFAULT;
1180
1181         /*
1182          * May not be a start of buffer, set size appropriately
1183          * and advance us to the beginning.
1184          */
1185         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1186         iov_iter_bvec(iter, ddir, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1187
1188         if (offset) {
1189                 /*
1190                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1191                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1192                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1193                  * we know that:
1194                  *
1195                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1196                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1197                  *    first and last bvec
1198                  *
1199                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1200                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1201                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1202                  * since we can just skip the first segment, which may not
1203                  * be PAGE_SIZE aligned.
1204                  */
1205                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1206
1207                 if (offset < bvec->bv_len) {
1208                         iov_iter_advance(iter, offset);
1209                 } else {
1210                         unsigned long seg_skip;
1211
1212                         /* skip first vec */
1213                         offset -= bvec->bv_len;
1214                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1215
1216                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1217                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1218                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1219                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1220                 }
1221         }
1222
1223         return 0;
1224 }