io_uring/rw.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/kernel.h>
   3 #include <linux/errno.h>
   4 #include <linux/fs.h>
   5 #include <linux/file.h>
   6 #include <linux/blk-mq.h>
   7 #include <linux/mm.h>
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/fsnotify.h>
  10 #include <linux/poll.h>
  11 #include <linux/nospec.h>
  12 #include <linux/compat.h>
  13 #include <linux/io_uring.h>
  14
  15 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  16
  17 #include "io_uring.h"
  18 #include "opdef.h"
  19 #include "kbuf.h"
  20 #include "rsrc.h"
  21 #include "rw.h"
  22
  23 struct io_rw {
  24         /* NOTE: kiocb has the file as the first member, so don't do it here */
  25         struct kiocb                    kiocb;
  26         u64                             addr;
  27         u32                             len;
  28         rwf_t                           flags;
  29 };
  30
  31 static inline bool io_file_supports_nowait(struct io_kiocb *req)
  32 {
  33         return req->flags & REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
  34 }
  35
  36 #ifdef CONFIG_COMPAT
  37 static int io_iov_compat_buffer_select_prep(struct io_rw *rw)
  38 {
  39         struct compat_iovec __user *uiov;
  40         compat_ssize_t clen;
  41
  42         uiov = u64_to_user_ptr(rw->addr);
  43         if (!access_ok(uiov, sizeof(*uiov)))
  44                 return -EFAULT;
  45         if (__get_user(clen, &uiov->iov_len))
  46                 return -EFAULT;
  47         if (clen < 0)
  48                 return -EINVAL;
  49
  50         rw->len = clen;
  51         return 0;
  52 }
  53 #endif
  54
  55 static int io_iov_buffer_select_prep(struct io_kiocb *req)
  56 {
  57         struct iovec __user *uiov;
  58         struct iovec iov;
  59         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
  60
  61         if (rw->len != 1)
  62                 return -EINVAL;
  63
  64 #ifdef CONFIG_COMPAT
  65         if (req->ctx->compat)
  66                 return io_iov_compat_buffer_select_prep(rw);
  67 #endif
  68
  69         uiov = u64_to_user_ptr(rw->addr);
  70         if (copy_from_user(&iov, uiov, sizeof(*uiov)))
  71                 return -EFAULT;
  72         rw->len = iov.iov_len;
  73         return 0;
  74 }
  75
  76 int io_prep_rw(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
  77 {
  78         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
  79         unsigned ioprio;
  80         int ret;
  81
  82         rw->kiocb.ki_pos = READ_ONCE(sqe->off);
  83         /* used for fixed read/write too - just read unconditionally */
  84         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_index);
  85
  86         if (req->opcode == IORING_OP_READ_FIXED ||
  87             req->opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
  88                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
  89                 u16 index;
  90
  91                 if (unlikely(req->buf_index >= ctx->nr_user_bufs))
  92                         return -EFAULT;
  93                 index = array_index_nospec(req->buf_index, ctx->nr_user_bufs);
  94                 req->imu = ctx->user_bufs[index];
  95                 io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
  96         }
  97
  98         ioprio = READ_ONCE(sqe->ioprio);
  99         if (ioprio) {
 100                 ret = ioprio_check_cap(ioprio);
 101                 if (ret)
 102                         return ret;
 103
 104                 rw->kiocb.ki_ioprio = ioprio;
 105         } else {
 106                 rw->kiocb.ki_ioprio = get_current_ioprio();
 107         }
 108
 109         rw->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
 110         rw->len = READ_ONCE(sqe->len);
 111         rw->flags = READ_ONCE(sqe->rw_flags);
 112
 113         /* Have to do this validation here, as this is in io_read() rw->len might
 114          * have chanaged due to buffer selection
 115          */
 116         if (req->opcode == IORING_OP_READV && req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT) {
 117                 ret = io_iov_buffer_select_prep(req);
 118                 if (ret)
 119                         return ret;
 120         }
 121
 122         return 0;
 123 }
 124
 125 void io_readv_writev_cleanup(struct io_kiocb *req)
 126 {
 127         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 128
 129         kfree(io->free_iovec);
 130 }
 131
 132 static inline void io_rw_done(struct kiocb *kiocb, ssize_t ret)
 133 {
 134         switch (ret) {
 135         case -EIOCBQUEUED:
 136                 break;
 137         case -ERESTARTSYS:
 138         case -ERESTARTNOINTR:
 139         case -ERESTARTNOHAND:
 140         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
 141                 /*
 142                  * We can't just restart the syscall, since previously
 143                  * submitted sqes may already be in progress. Just fail this
 144                  * IO with EINTR.
 145                  */
 146                 ret = -EINTR;
 147                 fallthrough;
 148         default:
 149                 kiocb->ki_complete(kiocb, ret);
 150         }
 151 }
 152
 153 static inline loff_t *io_kiocb_update_pos(struct io_kiocb *req)
 154 {
 155         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 156
 157         if (rw->kiocb.ki_pos != -1)
 158                 return &rw->kiocb.ki_pos;
 159
 160         if (!(req->file->f_mode & FMODE_STREAM)) {
 161                 req->flags |= REQ_F_CUR_POS;
 162                 rw->kiocb.ki_pos = req->file->f_pos;
 163                 return &rw->kiocb.ki_pos;
 164         }
 165
 166         rw->kiocb.ki_pos = 0;
 167         return NULL;
 168 }
 169
 170 static void io_req_task_queue_reissue(struct io_kiocb *req)
 171 {
 172         req->io_task_work.func = io_queue_iowq;
 173         io_req_task_work_add(req);
 174 }
 175
 176 #ifdef CONFIG_BLOCK
 177 static bool io_resubmit_prep(struct io_kiocb *req)
 178 {
 179         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 180
 181         if (!req_has_async_data(req))
 182                 return !io_req_prep_async(req);
 183         iov_iter_restore(&io->s.iter, &io->s.iter_state);
 184         return true;
 185 }
 186
 187 static bool io_rw_should_reissue(struct io_kiocb *req)
 188 {
 189         umode_t mode = file_inode(req->file)->i_mode;
 190         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 191
 192         if (!S_ISBLK(mode) && !S_ISREG(mode))
 193                 return false;
 194         if ((req->flags & REQ_F_NOWAIT) || (io_wq_current_is_worker() &&
 195             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)))
 196                 return false;
 197         /*
 198          * If ref is dying, we might be running poll reap from the exit work.
 199          * Don't attempt to reissue from that path, just let it fail with
 200          * -EAGAIN.
 201          */
 202         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
 203                 return false;
 204         /*
 205          * Play it safe and assume not safe to re-import and reissue if we're
 206          * not in the original thread group (or in task context).
 207          */
 208         if (!same_thread_group(req->task, current) || !in_task())
 209                 return false;
 210         return true;
 211 }
 212 #else
 213 static bool io_resubmit_prep(struct io_kiocb *req)
 214 {
 215         return false;
 216 }
 217 static bool io_rw_should_reissue(struct io_kiocb *req)
 218 {
 219         return false;
 220 }
 221 #endif
 222
 223 static void kiocb_end_write(struct io_kiocb *req)
 224 {
 225         /*
 226          * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
 227          * thread.
 228          */
 229         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 230                 struct super_block *sb = file_inode(req->file)->i_sb;
 231
 232                 __sb_writers_acquired(sb, SB_FREEZE_WRITE);
 233                 sb_end_write(sb);
 234         }
 235 }
 236
 237 /*
 238  * Trigger the notifications after having done some IO, and finish the write
 239  * accounting, if any.
 240  */
 241 static void io_req_io_end(struct io_kiocb *req)
 242 {
 243         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 244
 245         if (rw->kiocb.ki_flags & IOCB_WRITE) {
 246                 kiocb_end_write(req);
 247                 fsnotify_modify(req->file);
 248         } else {
 249                 fsnotify_access(req->file);
 250         }
 251 }
 252
 253 static bool __io_complete_rw_common(struct io_kiocb *req, long res)
 254 {
 255         if (unlikely(res != req->cqe.res)) {
 256                 if ((res == -EAGAIN || res == -EOPNOTSUPP) &&
 257                     io_rw_should_reissue(req)) {
 258                         /*
 259                          * Reissue will start accounting again, finish the
 260                          * current cycle.
 261                          */
 262                         io_req_io_end(req);
 263                         req->flags |= REQ_F_REISSUE | REQ_F_PARTIAL_IO;
 264                         return true;
 265                 }
 266                 req_set_fail(req);
 267                 req->cqe.res = res;
 268         }
 269         return false;
 270 }
 271
 272 static inline int io_fixup_rw_res(struct io_kiocb *req, long res)
 273 {
 274         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 275
 276         /* add previously done IO, if any */
 277         if (req_has_async_data(req) && io->bytes_done > 0) {
 278                 if (res < 0)
 279                         res = io->bytes_done;
 280                 else
 281                         res += io->bytes_done;
 282         }
 283         return res;
 284 }
 285
 286 static void io_req_rw_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
 287 {
 288         io_req_io_end(req);
 289         io_req_task_complete(req, locked);
 290 }
 291
 292 static void io_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
 293 {
 294         struct io_rw *rw = container_of(kiocb, struct io_rw, kiocb);
 295         struct io_kiocb *req = cmd_to_io_kiocb(rw);
 296
 297         if (__io_complete_rw_common(req, res))
 298                 return;
 299         io_req_set_res(req, io_fixup_rw_res(req, res), 0);
 300         req->io_task_work.func = io_req_rw_complete;
 301         io_req_task_work_add(req);
 302 }
 303
 304 static void io_complete_rw_iopoll(struct kiocb *kiocb, long res)
 305 {
 306         struct io_rw *rw = container_of(kiocb, struct io_rw, kiocb);
 307         struct io_kiocb *req = cmd_to_io_kiocb(rw);
 308
 309         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
 310                 kiocb_end_write(req);
 311         if (unlikely(res != req->cqe.res)) {
 312                 if (res == -EAGAIN && io_rw_should_reissue(req)) {
 313                         req->flags |= REQ_F_REISSUE | REQ_F_PARTIAL_IO;
 314                         return;
 315                 }
 316                 req->cqe.res = res;
 317         }
 318
 319         /* order with io_iopoll_complete() checking ->iopoll_completed */
 320         smp_store_release(&req->iopoll_completed, 1);
 321 }
 322
 323 static int kiocb_done(struct io_kiocb *req, ssize_t ret,
 324                        unsigned int issue_flags)
 325 {
 326         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 327         unsigned final_ret = io_fixup_rw_res(req, ret);
 328
 329         if (ret >= 0 && req->flags & REQ_F_CUR_POS)
 330                 req->file->f_pos = rw->kiocb.ki_pos;
 331         if (ret >= 0 && (rw->kiocb.ki_complete == io_complete_rw)) {
 332                 if (!__io_complete_rw_common(req, ret)) {
 333                         /*
 334                          * Safe to call io_end from here as we're inline
 335                          * from the submission path.
 336                          */
 337                         io_req_io_end(req);
 338                         io_req_set_res(req, final_ret,
 339                                        io_put_kbuf(req, issue_flags));
 340                         return IOU_OK;
 341                 }
 342         } else {
 343                 io_rw_done(&rw->kiocb, ret);
 344         }
 345
 346         if (req->flags & REQ_F_REISSUE) {
 347                 req->flags &= ~REQ_F_REISSUE;
 348                 if (io_resubmit_prep(req))
 349                         io_req_task_queue_reissue(req);
 350                 else
 351                         io_req_task_queue_fail(req, final_ret);
 352         }
 353         return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 354 }
 355
 356 static struct iovec *__io_import_iovec(int ddir, struct io_kiocb *req,
 357                                        struct io_rw_state *s,
 358                                        unsigned int issue_flags)
 359 {
 360         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 361         struct iov_iter *iter = &s->iter;
 362         u8 opcode = req->opcode;
 363         struct iovec *iovec;
 364         void __user *buf;
 365         size_t sqe_len;
 366         ssize_t ret;
 367
 368         if (opcode == IORING_OP_READ_FIXED || opcode == IORING_OP_WRITE_FIXED) {
 369                 ret = io_import_fixed(ddir, iter, req->imu, rw->addr, rw->len);
 370                 if (ret)
 371                         return ERR_PTR(ret);
 372                 return NULL;
 373         }
 374
 375         buf = u64_to_user_ptr(rw->addr);
 376         sqe_len = rw->len;
 377
 378         if (opcode == IORING_OP_READ || opcode == IORING_OP_WRITE ||
 379             (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECT)) {
 380                 if (io_do_buffer_select(req)) {
 381                         buf = io_buffer_select(req, &sqe_len, issue_flags);
 382                         if (!buf)
 383                                 return ERR_PTR(-ENOBUFS);
 384                         rw->addr = (unsigned long) buf;
 385                         rw->len = sqe_len;
 386                 }
 387
 388                 ret = import_single_range(ddir, buf, sqe_len, s->fast_iov, iter);
 389                 if (ret)
 390                         return ERR_PTR(ret);
 391                 return NULL;
 392         }
 393
 394         iovec = s->fast_iov;
 395         ret = __import_iovec(ddir, buf, sqe_len, UIO_FASTIOV, &iovec, iter,
 396                               req->ctx->compat);
 397         if (unlikely(ret < 0))
 398                 return ERR_PTR(ret);
 399         return iovec;
 400 }
 401
 402 static inline int io_import_iovec(int rw, struct io_kiocb *req,
 403                                   struct iovec **iovec, struct io_rw_state *s,
 404                                   unsigned int issue_flags)
 405 {
 406         *iovec = __io_import_iovec(rw, req, s, issue_flags);
 407         if (unlikely(IS_ERR(*iovec)))
 408                 return PTR_ERR(*iovec);
 409
 410         iov_iter_save_state(&s->iter, &s->iter_state);
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 static inline loff_t *io_kiocb_ppos(struct kiocb *kiocb)
 415 {
 416         return (kiocb->ki_filp->f_mode & FMODE_STREAM) ? NULL : &kiocb->ki_pos;
 417 }
 418
 419 /*
 420  * For files that don't have ->read_iter() and ->write_iter(), handle them
 421  * by looping over ->read() or ->write() manually.
 422  */
 423 static ssize_t loop_rw_iter(int ddir, struct io_rw *rw, struct iov_iter *iter)
 424 {
 425         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 426         struct file *file = kiocb->ki_filp;
 427         ssize_t ret = 0;
 428         loff_t *ppos;
 429
 430         /*
 431          * Don't support polled IO through this interface, and we can't
 432          * support non-blocking either. For the latter, this just causes
 433          * the kiocb to be handled from an async context.
 434          */
 435         if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 436                 return -EOPNOTSUPP;
 437         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) &&
 438             !(kiocb->ki_filp->f_flags & O_NONBLOCK))
 439                 return -EAGAIN;
 440
 441         ppos = io_kiocb_ppos(kiocb);
 442
 443         while (iov_iter_count(iter)) {
 444                 struct iovec iovec;
 445                 ssize_t nr;
 446
 447                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
 448                         iovec = iov_iter_iovec(iter);
 449                 } else {
 450                         iovec.iov_base = u64_to_user_ptr(rw->addr);
 451                         iovec.iov_len = rw->len;
 452                 }
 453
 454                 if (ddir == READ) {
 455                         nr = file->f_op->read(file, iovec.iov_base,
 456                                               iovec.iov_len, ppos);
 457                 } else {
 458                         nr = file->f_op->write(file, iovec.iov_base,
 459                                                iovec.iov_len, ppos);
 460                 }
 461
 462                 if (nr < 0) {
 463                         if (!ret)
 464                                 ret = nr;
 465                         break;
 466                 }
 467                 ret += nr;
 468                 if (!iov_iter_is_bvec(iter)) {
 469                         iov_iter_advance(iter, nr);
 470                 } else {
 471                         rw->addr += nr;
 472                         rw->len -= nr;
 473                         if (!rw->len)
 474                                 break;
 475                 }
 476                 if (nr != iovec.iov_len)
 477                         break;
 478         }
 479
 480         return ret;
 481 }
 482
 483 static void io_req_map_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
 484                           const struct iovec *fast_iov, struct iov_iter *iter)
 485 {
 486         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 487
 488         memcpy(&io->s.iter, iter, sizeof(*iter));
 489         io->free_iovec = iovec;
 490         io->bytes_done = 0;
 491         /* can only be fixed buffers, no need to do anything */
 492         if (iov_iter_is_bvec(iter))
 493                 return;
 494         if (!iovec) {
 495                 unsigned iov_off = 0;
 496
 497                 io->s.iter.iov = io->s.fast_iov;
 498                 if (iter->iov != fast_iov) {
 499                         iov_off = iter->iov - fast_iov;
 500                         io->s.iter.iov += iov_off;
 501                 }
 502                 if (io->s.fast_iov != fast_iov)
 503                         memcpy(io->s.fast_iov + iov_off, fast_iov + iov_off,
 504                                sizeof(struct iovec) * iter->nr_segs);
 505         } else {
 506                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
 507         }
 508 }
 509
 510 static int io_setup_async_rw(struct io_kiocb *req, const struct iovec *iovec,
 511                              struct io_rw_state *s, bool force)
 512 {
 513         if (!force && !io_op_defs[req->opcode].prep_async)
 514                 return 0;
 515         if (!req_has_async_data(req)) {
 516                 struct io_async_rw *iorw;
 517
 518                 if (io_alloc_async_data(req)) {
 519                         kfree(iovec);
 520                         return -ENOMEM;
 521                 }
 522
 523                 io_req_map_rw(req, iovec, s->fast_iov, &s->iter);
 524                 iorw = req->async_data;
 525                 /* we've copied and mapped the iter, ensure state is saved */
 526                 iov_iter_save_state(&iorw->s.iter, &iorw->s.iter_state);
 527         }
 528         return 0;
 529 }
 530
 531 static inline int io_rw_prep_async(struct io_kiocb *req, int rw)
 532 {
 533         struct io_async_rw *iorw = req->async_data;
 534         struct iovec *iov;
 535         int ret;
 536
 537         iorw->bytes_done = 0;
 538         iorw->free_iovec = NULL;
 539
 540         /* submission path, ->uring_lock should already be taken */
 541         ret = io_import_iovec(rw, req, &iov, &iorw->s, 0);
 542         if (unlikely(ret < 0))
 543                 return ret;
 544
 545         if (iov) {
 546                 iorw->free_iovec = iov;
 547                 req->flags |= REQ_F_NEED_CLEANUP;
 548         }
 549
 550         return 0;
 551 }
 552
 553 int io_readv_prep_async(struct io_kiocb *req)
 554 {
 555         return io_rw_prep_async(req, ITER_DEST);
 556 }
 557
 558 int io_writev_prep_async(struct io_kiocb *req)
 559 {
 560         return io_rw_prep_async(req, ITER_SOURCE);
 561 }
 562
 563 /*
 564  * This is our waitqueue callback handler, registered through __folio_lock_async()
 565  * when we initially tried to do the IO with the iocb armed our waitqueue.
 566  * This gets called when the page is unlocked, and we generally expect that to
 567  * happen when the page IO is completed and the page is now uptodate. This will
 568  * queue a task_work based retry of the operation, attempting to copy the data
 569  * again. If the latter fails because the page was NOT uptodate, then we will
 570  * do a thread based blocking retry of the operation. That's the unexpected
 571  * slow path.
 572  */
 573 static int io_async_buf_func(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode,
 574                              int sync, void *arg)
 575 {
 576         struct wait_page_queue *wpq;
 577         struct io_kiocb *req = wait->private;
 578         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 579         struct wait_page_key *key = arg;
 580
 581         wpq = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
 582
 583         if (!wake_page_match(wpq, key))
 584                 return 0;
 585
 586         rw->kiocb.ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
 587         list_del_init(&wait->entry);
 588         io_req_task_queue(req);
 589         return 1;
 590 }
 591
 592 /*
 593  * This controls whether a given IO request should be armed for async page
 594  * based retry. If we return false here, the request is handed to the async
 595  * worker threads for retry. If we're doing buffered reads on a regular file,
 596  * we prepare a private wait_page_queue entry and retry the operation. This
 597  * will either succeed because the page is now uptodate and unlocked, or it
 598  * will register a callback when the page is unlocked at IO completion. Through
 599  * that callback, io_uring uses task_work to setup a retry of the operation.
 600  * That retry will attempt the buffered read again. The retry will generally
 601  * succeed, or in rare cases where it fails, we then fall back to using the
 602  * async worker threads for a blocking retry.
 603  */
 604 static bool io_rw_should_retry(struct io_kiocb *req)
 605 {
 606         struct io_async_rw *io = req->async_data;
 607         struct wait_page_queue *wait = &io->wpq;
 608         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 609         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 610
 611         /* never retry for NOWAIT, we just complete with -EAGAIN */
 612         if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
 613                 return false;
 614
 615         /* Only for buffered IO */
 616         if (kiocb->ki_flags & (IOCB_DIRECT | IOCB_HIPRI))
 617                 return false;
 618
 619         /*
 620          * just use poll if we can, and don't attempt if the fs doesn't
 621          * support callback based unlocks
 622          */
 623         if (file_can_poll(req->file) || !(req->file->f_mode & FMODE_BUF_RASYNC))
 624                 return false;
 625
 626         wait->wait.func = io_async_buf_func;
 627         wait->wait.private = req;
 628         wait->wait.flags = 0;
 629         INIT_LIST_HEAD(&wait->wait.entry);
 630         kiocb->ki_flags |= IOCB_WAITQ;
 631         kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 632         kiocb->ki_waitq = wait;
 633         return true;
 634 }
 635
 636 static inline int io_iter_do_read(struct io_rw *rw, struct iov_iter *iter)
 637 {
 638         struct file *file = rw->kiocb.ki_filp;
 639
 640         if (likely(file->f_op->read_iter))
 641                 return call_read_iter(file, &rw->kiocb, iter);
 642         else if (file->f_op->read)
 643                 return loop_rw_iter(READ, rw, iter);
 644         else
 645                 return -EINVAL;
 646 }
 647
 648 static bool need_complete_io(struct io_kiocb *req)
 649 {
 650         return req->flags & REQ_F_ISREG ||
 651                 S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode);
 652 }
 653
 654 static int io_rw_init_file(struct io_kiocb *req, fmode_t mode)
 655 {
 656         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 657         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 658         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 659         struct file *file = req->file;
 660         int ret;
 661
 662         if (unlikely(!file || !(file->f_mode & mode)))
 663                 return -EBADF;
 664
 665         if (!io_req_ffs_set(req))
 666                 req->flags |= io_file_get_flags(file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 667
 668         kiocb->ki_flags = file->f_iocb_flags;
 669         ret = kiocb_set_rw_flags(kiocb, rw->flags);
 670         if (unlikely(ret))
 671                 return ret;
 672
 673         /*
 674          * If the file is marked O_NONBLOCK, still allow retry for it if it
 675          * supports async. Otherwise it's impossible to use O_NONBLOCK files
 676          * reliably. If not, or it IOCB_NOWAIT is set, don't retry.
 677          */
 678         if ((kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) ||
 679             ((file->f_flags & O_NONBLOCK) && !io_file_supports_nowait(req)))
 680                 req->flags |= REQ_F_NOWAIT;
 681
 682         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) {
 683                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) || !file->f_op->iopoll)
 684                         return -EOPNOTSUPP;
 685
 686                 kiocb->private = NULL;
 687                 kiocb->ki_flags |= IOCB_HIPRI | IOCB_ALLOC_CACHE;
 688                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw_iopoll;
 689                 req->iopoll_completed = 0;
 690         } else {
 691                 if (kiocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 692                         return -EINVAL;
 693                 kiocb->ki_complete = io_complete_rw;
 694         }
 695
 696         return 0;
 697 }
 698
 699 int io_read(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 700 {
 701         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 702         struct io_rw_state __s, *s = &__s;
 703         struct iovec *iovec;
 704         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 705         bool force_nonblock = issue_flags & IO_URING_F_NONBLOCK;
 706         struct io_async_rw *io;
 707         ssize_t ret, ret2;
 708         loff_t *ppos;
 709
 710         if (!req_has_async_data(req)) {
 711                 ret = io_import_iovec(ITER_DEST, req, &iovec, s, issue_flags);
 712                 if (unlikely(ret < 0))
 713                         return ret;
 714         } else {
 715                 io = req->async_data;
 716                 s = &io->s;
 717
 718                 /*
 719                  * Safe and required to re-import if we're using provided
 720                  * buffers, as we dropped the selected one before retry.
 721                  */
 722                 if (io_do_buffer_select(req)) {
 723                         ret = io_import_iovec(ITER_DEST, req, &iovec, s, issue_flags);
 724                         if (unlikely(ret < 0))
 725                                 return ret;
 726                 }
 727
 728                 /*
 729                  * We come here from an earlier attempt, restore our state to
 730                  * match in case it doesn't. It's cheap enough that we don't
 731                  * need to make this conditional.
 732                  */
 733                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 734                 iovec = NULL;
 735         }
 736         ret = io_rw_init_file(req, FMODE_READ);
 737         if (unlikely(ret)) {
 738                 kfree(iovec);
 739                 return ret;
 740         }
 741         req->cqe.res = iov_iter_count(&s->iter);
 742
 743         if (force_nonblock) {
 744                 /* If the file doesn't support async, just async punt */
 745                 if (unlikely(!io_file_supports_nowait(req))) {
 746                         ret = io_setup_async_rw(req, iovec, s, true);
 747                         return ret ?: -EAGAIN;
 748                 }
 749                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
 750         } else {
 751                 /* Ensure we clear previously set non-block flag */
 752                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 753         }
 754
 755         ppos = io_kiocb_update_pos(req);
 756
 757         ret = rw_verify_area(READ, req->file, ppos, req->cqe.res);
 758         if (unlikely(ret)) {
 759                 kfree(iovec);
 760                 return ret;
 761         }
 762
 763         ret = io_iter_do_read(rw, &s->iter);
 764
 765         if (ret == -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_REISSUE)) {
 766                 req->flags &= ~REQ_F_REISSUE;
 767                 /* if we can poll, just do that */
 768                 if (req->opcode == IORING_OP_READ && file_can_poll(req->file))
 769                         return -EAGAIN;
 770                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
 771                 if (!force_nonblock && !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 772                         goto done;
 773                 /* no retry on NONBLOCK nor RWF_NOWAIT */
 774                 if (req->flags & REQ_F_NOWAIT)
 775                         goto done;
 776                 ret = 0;
 777         } else if (ret == -EIOCBQUEUED) {
 778                 if (iovec)
 779                         kfree(iovec);
 780                 return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 781         } else if (ret == req->cqe.res || ret <= 0 || !force_nonblock ||
 782                    (req->flags & REQ_F_NOWAIT) || !need_complete_io(req)) {
 783                 /* read all, failed, already did sync or don't want to retry */
 784                 goto done;
 785         }
 786
 787         /*
 788          * Don't depend on the iter state matching what was consumed, or being
 789          * untouched in case of error. Restore it and we'll advance it
 790          * manually if we need to.
 791          */
 792         iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 793
 794         ret2 = io_setup_async_rw(req, iovec, s, true);
 795         iovec = NULL;
 796         if (ret2) {
 797                 ret = ret > 0 ? ret : ret2;
 798                 goto done;
 799         }
 800
 801         io = req->async_data;
 802         s = &io->s;
 803         /*
 804          * Now use our persistent iterator and state, if we aren't already.
 805          * We've restored and mapped the iter to match.
 806          */
 807
 808         do {
 809                 /*
 810                  * We end up here because of a partial read, either from
 811                  * above or inside this loop. Advance the iter by the bytes
 812                  * that were consumed.
 813                  */
 814                 iov_iter_advance(&s->iter, ret);
 815                 if (!iov_iter_count(&s->iter))
 816                         break;
 817                 io->bytes_done += ret;
 818                 iov_iter_save_state(&s->iter, &s->iter_state);
 819
 820                 /* if we can retry, do so with the callbacks armed */
 821                 if (!io_rw_should_retry(req)) {
 822                         kiocb->ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
 823                         return -EAGAIN;
 824                 }
 825
 826                 req->cqe.res = iov_iter_count(&s->iter);
 827                 /*
 828                  * Now retry read with the IOCB_WAITQ parts set in the iocb. If
 829                  * we get -EIOCBQUEUED, then we'll get a notification when the
 830                  * desired page gets unlocked. We can also get a partial read
 831                  * here, and if we do, then just retry at the new offset.
 832                  */
 833                 ret = io_iter_do_read(rw, &s->iter);
 834                 if (ret == -EIOCBQUEUED)
 835                         return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
 836                 /* we got some bytes, but not all. retry. */
 837                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_WAITQ;
 838                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 839         } while (ret > 0);
 840 done:
 841         /* it's faster to check here then delegate to kfree */
 842         if (iovec)
 843                 kfree(iovec);
 844         return kiocb_done(req, ret, issue_flags);
 845 }
 846
 847 int io_write(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 848 {
 849         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
 850         struct io_rw_state __s, *s = &__s;
 851         struct iovec *iovec;
 852         struct kiocb *kiocb = &rw->kiocb;
 853         bool force_nonblock = issue_flags & IO_URING_F_NONBLOCK;
 854         ssize_t ret, ret2;
 855         loff_t *ppos;
 856
 857         if (!req_has_async_data(req)) {
 858                 ret = io_import_iovec(ITER_SOURCE, req, &iovec, s, issue_flags);
 859                 if (unlikely(ret < 0))
 860                         return ret;
 861         } else {
 862                 struct io_async_rw *io = req->async_data;
 863
 864                 s = &io->s;
 865                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 866                 iovec = NULL;
 867         }
 868         ret = io_rw_init_file(req, FMODE_WRITE);
 869         if (unlikely(ret)) {
 870                 kfree(iovec);
 871                 return ret;
 872         }
 873         req->cqe.res = iov_iter_count(&s->iter);
 874
 875         if (force_nonblock) {
 876                 /* If the file doesn't support async, just async punt */
 877                 if (unlikely(!io_file_supports_nowait(req)))
 878                         goto copy_iov;
 879
 880                 /* File path supports NOWAIT for non-direct_IO only for block devices. */
 881                 if (!(kiocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) &&
 882                         !(kiocb->ki_filp->f_mode & FMODE_BUF_WASYNC) &&
 883                         (req->flags & REQ_F_ISREG))
 884                         goto copy_iov;
 885
 886                 kiocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
 887         } else {
 888                 /* Ensure we clear previously set non-block flag */
 889                 kiocb->ki_flags &= ~IOCB_NOWAIT;
 890         }
 891
 892         ppos = io_kiocb_update_pos(req);
 893
 894         ret = rw_verify_area(WRITE, req->file, ppos, req->cqe.res);
 895         if (unlikely(ret)) {
 896                 kfree(iovec);
 897                 return ret;
 898         }
 899
 900         /*
 901          * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
 902          * which will be released by another thread in
 903          * io_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
 904          * released so that it doesn't complain about the held lock when
 905          * we return to userspace.
 906          */
 907         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 908                 sb_start_write(file_inode(req->file)->i_sb);
 909                 __sb_writers_release(file_inode(req->file)->i_sb,
 910                                         SB_FREEZE_WRITE);
 911         }
 912         kiocb->ki_flags |= IOCB_WRITE;
 913
 914         if (likely(req->file->f_op->write_iter))
 915                 ret2 = call_write_iter(req->file, kiocb, &s->iter);
 916         else if (req->file->f_op->write)
 917                 ret2 = loop_rw_iter(WRITE, rw, &s->iter);
 918         else
 919                 ret2 = -EINVAL;
 920
 921         if (req->flags & REQ_F_REISSUE) {
 922                 req->flags &= ~REQ_F_REISSUE;
 923                 ret2 = -EAGAIN;
 924         }
 925
 926         /*
 927          * Raw bdev writes will return -EOPNOTSUPP for IOCB_NOWAIT. Just
 928          * retry them without IOCB_NOWAIT.
 929          */
 930         if (ret2 == -EOPNOTSUPP && (kiocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
 931                 ret2 = -EAGAIN;
 932         /* no retry on NONBLOCK nor RWF_NOWAIT */
 933         if (ret2 == -EAGAIN && (req->flags & REQ_F_NOWAIT))
 934                 goto done;
 935         if (!force_nonblock || ret2 != -EAGAIN) {
 936                 /* IOPOLL retry should happen for io-wq threads */
 937                 if (ret2 == -EAGAIN && (req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 938                         goto copy_iov;
 939
 940                 if (ret2 != req->cqe.res && ret2 >= 0 && need_complete_io(req)) {
 941                         struct io_async_rw *io;
 942
 943                         trace_io_uring_short_write(req->ctx, kiocb->ki_pos - ret2,
 944                                                 req->cqe.res, ret2);
 945
 946                         /* This is a partial write. The file pos has already been
 947                          * updated, setup the async struct to complete the request
 948                          * in the worker. Also update bytes_done to account for
 949                          * the bytes already written.
 950                          */
 951                         iov_iter_save_state(&s->iter, &s->iter_state);
 952                         ret = io_setup_async_rw(req, iovec, s, true);
 953
 954                         io = req->async_data;
 955                         if (io)
 956                                 io->bytes_done += ret2;
 957
 958                         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
 959                                 kiocb_end_write(req);
 960                         return ret ? ret : -EAGAIN;
 961                 }
 962 done:
 963                 ret = kiocb_done(req, ret2, issue_flags);
 964         } else {
 965 copy_iov:
 966                 iov_iter_restore(&s->iter, &s->iter_state);
 967                 ret = io_setup_async_rw(req, iovec, s, false);
 968                 if (!ret) {
 969                         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE)
 970                                 kiocb_end_write(req);
 971                         return -EAGAIN;
 972                 }
 973                 return ret;
 974         }
 975         /* it's reportedly faster than delegating the null check to kfree() */
 976         if (iovec)
 977                 kfree(iovec);
 978         return ret;
 979 }
 980
 981 static void io_cqring_ev_posted_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx)
 982 {
 983         io_commit_cqring_flush(ctx);
 984         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
 985                 io_cqring_wake(ctx);
 986 }
 987
 988 void io_rw_fail(struct io_kiocb *req)
 989 {
 990         int res;
 991
 992         res = io_fixup_rw_res(req, req->cqe.res);
 993         io_req_set_res(req, res, req->cqe.flags);
 994 }
 995
 996 int io_do_iopoll(struct io_ring_ctx *ctx, bool force_nonspin)
 997 {
 998         struct io_wq_work_node *pos, *start, *prev;
 999         unsigned int poll_flags = BLK_POLL_NOSLEEP;
1000         DEFINE_IO_COMP_BATCH(iob);
1001         int nr_events = 0;
1002
1003         /*
1004          * Only spin for completions if we don't have multiple devices hanging
1005          * off our complete list.
1006          */
1007         if (ctx->poll_multi_queue || force_nonspin)
1008                 poll_flags |= BLK_POLL_ONESHOT;
1009
1010         wq_list_for_each(pos, start, &ctx->iopoll_list) {
1011                 struct io_kiocb *req = container_of(pos, struct io_kiocb, comp_list);
1012                 struct file *file = req->file;
1013                 int ret;
1014
1015                 /*
1016                  * Move completed and retryable entries to our local lists.
1017                  * If we find a request that requires polling, break out
1018                  * and complete those lists first, if we have entries there.
1019                  */
1020                 if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1021                         break;
1022
1023                 if (req->opcode == IORING_OP_URING_CMD) {
1024                         struct io_uring_cmd *ioucmd;
1025
1026                         ioucmd = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_uring_cmd);
1027                         ret = file->f_op->uring_cmd_iopoll(ioucmd, &iob,
1028                                                                 poll_flags);
1029                 } else {
1030                         struct io_rw *rw = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rw);
1031
1032                         ret = file->f_op->iopoll(&rw->kiocb, &iob, poll_flags);
1033                 }
1034                 if (unlikely(ret < 0))
1035                         return ret;
1036                 else if (ret)
1037                         poll_flags |= BLK_POLL_ONESHOT;
1038
1039                 /* iopoll may have completed current req */
1040                 if (!rq_list_empty(iob.req_list) ||
1041                     READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1042                         break;
1043         }
1044
1045         if (!rq_list_empty(iob.req_list))
1046                 iob.complete(&iob);
1047         else if (!pos)
1048                 return 0;
1049
1050         prev = start;
1051         wq_list_for_each_resume(pos, prev) {
1052                 struct io_kiocb *req = container_of(pos, struct io_kiocb, comp_list);
1053
1054                 /* order with io_complete_rw_iopoll(), e.g. ->result updates */
1055                 if (!smp_load_acquire(&req->iopoll_completed))
1056                         break;
1057                 nr_events++;
1058                 if (unlikely(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1059                         continue;
1060
1061                 req->cqe.flags = io_put_kbuf(req, 0);
1062                 if (unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1063                         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1064                         io_req_cqe_overflow(req);
1065                         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1066                 }
1067         }
1068
1069         if (unlikely(!nr_events))
1070                 return 0;
1071
1072         io_commit_cqring(ctx);
1073         io_cqring_ev_posted_iopoll(ctx);
1074         pos = start ? start->next : ctx->iopoll_list.first;
1075         wq_list_cut(&ctx->iopoll_list, prev, start);
1076         io_free_batch_list(ctx, pos);
1077         return nr_events;
1078 }