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