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 "alloc_cache.h"
  17 #include "openclose.h"
  18 #include "rsrc.h"
  19 #include "memmap.h"
  20
  21 struct io_rsrc_update {
  22         struct file                     *file;
  23         u64                             arg;
  24         u32                             nr_args;
  25         u32                             offset;
  26 };
  27
  28 static void io_rsrc_buf_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc);
  29 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
  30                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
  31                                   struct page **last_hpage);
  32
  33 /* only define max */
  34 #define IORING_MAX_FIXED_FILES  (1U << 20)
  35 #define IORING_MAX_REG_BUFFERS  (1U << 14)
  36
  37 static const struct io_mapped_ubuf dummy_ubuf = {
  38         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
  39         .ubuf = -1UL,
  40         .ubuf_end = 0,
  41 };
  42
  43 int __io_account_mem(struct user_struct *user, unsigned long nr_pages)
  44 {
  45         unsigned long page_limit, cur_pages, new_pages;
  46
  47         if (!nr_pages)
  48                 return 0;
  49
  50         /* Don't allow more pages than we can safely lock */
  51         page_limit = rlimit(RLIMIT_MEMLOCK) >> PAGE_SHIFT;
  52
  53         cur_pages = atomic_long_read(&user->locked_vm);
  54         do {
  55                 new_pages = cur_pages + nr_pages;
  56                 if (new_pages > page_limit)
  57                         return -ENOMEM;
  58         } while (!atomic_long_try_cmpxchg(&user->locked_vm,
  59                                           &cur_pages, new_pages));
  60         return 0;
  61 }
  62
  63 static void io_unaccount_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
  64 {
  65         if (ctx->user)
  66                 __io_unaccount_mem(ctx->user, nr_pages);
  67
  68         if (ctx->mm_account)
  69                 atomic64_sub(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
  70 }
  71
  72 static int io_account_mem(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long nr_pages)
  73 {
  74         int ret;
  75
  76         if (ctx->user) {
  77                 ret = __io_account_mem(ctx->user, nr_pages);
  78                 if (ret)
  79                         return ret;
  80         }
  81
  82         if (ctx->mm_account)
  83                 atomic64_add(nr_pages, &ctx->mm_account->pinned_vm);
  84
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 static int io_buffer_validate(struct iovec *iov)
  89 {
  90         unsigned long tmp, acct_len = iov->iov_len + (PAGE_SIZE - 1);
  91
  92         /*
  93          * Don't impose further limits on the size and buffer
  94          * constraints here, we'll -EINVAL later when IO is
  95          * submitted if they are wrong.
  96          */
  97         if (!iov->iov_base)
  98                 return iov->iov_len ? -EFAULT : 0;
  99         if (!iov->iov_len)
 100                 return -EFAULT;
 101
 102         /* arbitrary limit, but we need something */
 103         if (iov->iov_len > SZ_1G)
 104                 return -EFAULT;
 105
 106         if (check_add_overflow((unsigned long)iov->iov_base, acct_len, &tmp))
 107                 return -EOVERFLOW;
 108
 109         return 0;
 110 }
 111
 112 static void io_buffer_unmap(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_mapped_ubuf **slot)
 113 {
 114         struct io_mapped_ubuf *imu = *slot;
 115         unsigned int i;
 116
 117         if (imu != &dummy_ubuf) {
 118                 for (i = 0; i < imu->nr_bvecs; i++)
 119                         unpin_user_page(imu->bvec[i].bv_page);
 120                 if (imu->acct_pages)
 121                         io_unaccount_mem(ctx, imu->acct_pages);
 122                 kvfree(imu);
 123         }
 124         *slot = NULL;
 125 }
 126
 127 static void io_rsrc_put_work(struct io_rsrc_node *node)
 128 {
 129         struct io_rsrc_put *prsrc = &node->item;
 130
 131         if (prsrc->tag)
 132                 io_post_aux_cqe(node->ctx, prsrc->tag, 0, 0);
 133
 134         switch (node->type) {
 135         case IORING_RSRC_FILE:
 136                 fput(prsrc->file);
 137                 break;
 138         case IORING_RSRC_BUFFER:
 139                 io_rsrc_buf_put(node->ctx, prsrc);
 140                 break;
 141         default:
 142                 WARN_ON_ONCE(1);
 143                 break;
 144         }
 145 }
 146
 147 void io_rsrc_node_destroy(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_node *node)
 148 {
 149         if (!io_alloc_cache_put(&ctx->rsrc_node_cache, node))
 150                 kfree(node);
 151 }
 152
 153 void io_rsrc_node_ref_zero(struct io_rsrc_node *node)
 154         __must_hold(&node->ctx->uring_lock)
 155 {
 156         struct io_ring_ctx *ctx = node->ctx;
 157
 158         while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)) {
 159                 node = list_first_entry(&ctx->rsrc_ref_list,
 160                                             struct io_rsrc_node, node);
 161                 /* recycle ref nodes in order */
 162                 if (node->refs)
 163                         break;
 164                 list_del(&node->node);
 165
 166                 if (likely(!node->empty))
 167                         io_rsrc_put_work(node);
 168                 io_rsrc_node_destroy(ctx, node);
 169         }
 170         if (list_empty(&ctx->rsrc_ref_list) && unlikely(ctx->rsrc_quiesce))
 171                 wake_up_all(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
 172 }
 173
 174 struct io_rsrc_node *io_rsrc_node_alloc(struct io_ring_ctx *ctx)
 175 {
 176         struct io_rsrc_node *ref_node;
 177
 178         ref_node = io_alloc_cache_get(&ctx->rsrc_node_cache);
 179         if (!ref_node) {
 180                 ref_node = kzalloc(sizeof(*ref_node), GFP_KERNEL);
 181                 if (!ref_node)
 182                         return NULL;
 183         }
 184
 185         ref_node->ctx = ctx;
 186         ref_node->empty = 0;
 187         ref_node->refs = 1;
 188         return ref_node;
 189 }
 190
 191 __cold static int io_rsrc_ref_quiesce(struct io_rsrc_data *data,
 192                                       struct io_ring_ctx *ctx)
 193 {
 194         struct io_rsrc_node *backup;
 195         DEFINE_WAIT(we);
 196         int ret;
 197
 198         /* As We may drop ->uring_lock, other task may have started quiesce */
 199         if (data->quiesce)
 200                 return -ENXIO;
 201
 202         backup = io_rsrc_node_alloc(ctx);
 203         if (!backup)
 204                 return -ENOMEM;
 205         ctx->rsrc_node->empty = true;
 206         ctx->rsrc_node->type = -1;
 207         list_add_tail(&ctx->rsrc_node->node, &ctx->rsrc_ref_list);
 208         io_put_rsrc_node(ctx, ctx->rsrc_node);
 209         ctx->rsrc_node = backup;
 210
 211         if (list_empty(&ctx->rsrc_ref_list))
 212                 return 0;
 213
 214         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
 215                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
 216                 smp_mb();
 217         }
 218
 219         ctx->rsrc_quiesce++;
 220         data->quiesce = true;
 221         do {
 222                 prepare_to_wait(&ctx->rsrc_quiesce_wq, &we, TASK_INTERRUPTIBLE);
 223                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 224
 225                 ret = io_run_task_work_sig(ctx);
 226                 if (ret < 0) {
 227                         finish_wait(&ctx->rsrc_quiesce_wq, &we);
 228                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 229                         if (list_empty(&ctx->rsrc_ref_list))
 230                                 ret = 0;
 231                         break;
 232                 }
 233
 234                 schedule();
 235                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 236                 ret = 0;
 237         } while (!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
 238
 239         finish_wait(&ctx->rsrc_quiesce_wq, &we);
 240         data->quiesce = false;
 241         ctx->rsrc_quiesce--;
 242
 243         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
 244                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
 245                 smp_mb();
 246         }
 247         return ret;
 248 }
 249
 250 static void io_free_page_table(void **table, size_t size)
 251 {
 252         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
 253
 254         for (i = 0; i < nr_tables; i++)
 255                 kfree(table[i]);
 256         kfree(table);
 257 }
 258
 259 static void io_rsrc_data_free(struct io_rsrc_data *data)
 260 {
 261         size_t size = data->nr * sizeof(data->tags[0][0]);
 262
 263         if (data->tags)
 264                 io_free_page_table((void **)data->tags, size);
 265         kfree(data);
 266 }
 267
 268 static __cold void **io_alloc_page_table(size_t size)
 269 {
 270         unsigned i, nr_tables = DIV_ROUND_UP(size, PAGE_SIZE);
 271         size_t init_size = size;
 272         void **table;
 273
 274         table = kcalloc(nr_tables, sizeof(*table), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
 275         if (!table)
 276                 return NULL;
 277
 278         for (i = 0; i < nr_tables; i++) {
 279                 unsigned int this_size = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE);
 280
 281                 table[i] = kzalloc(this_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT);
 282                 if (!table[i]) {
 283                         io_free_page_table(table, init_size);
 284                         return NULL;
 285                 }
 286                 size -= this_size;
 287         }
 288         return table;
 289 }
 290
 291 __cold static int io_rsrc_data_alloc(struct io_ring_ctx *ctx, int type,
 292                                      u64 __user *utags,
 293                                      unsigned nr, struct io_rsrc_data **pdata)
 294 {
 295         struct io_rsrc_data *data;
 296         int ret = 0;
 297         unsigned i;
 298
 299         data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
 300         if (!data)
 301                 return -ENOMEM;
 302         data->tags = (u64 **)io_alloc_page_table(nr * sizeof(data->tags[0][0]));
 303         if (!data->tags) {
 304                 kfree(data);
 305                 return -ENOMEM;
 306         }
 307
 308         data->nr = nr;
 309         data->ctx = ctx;
 310         data->rsrc_type = type;
 311         if (utags) {
 312                 ret = -EFAULT;
 313                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 314                         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, i);
 315
 316                         if (copy_from_user(tag_slot, &utags[i],
 317                                            sizeof(*tag_slot)))
 318                                 goto fail;
 319                 }
 320         }
 321         *pdata = data;
 322         return 0;
 323 fail:
 324         io_rsrc_data_free(data);
 325         return ret;
 326 }
 327
 328 static int __io_sqe_files_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 329                                  struct io_uring_rsrc_update2 *up,
 330                                  unsigned nr_args)
 331 {
 332         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
 333         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->data);
 334         struct io_rsrc_data *data = ctx->file_data;
 335         struct io_fixed_file *file_slot;
 336         int fd, i, err = 0;
 337         unsigned int done;
 338
 339         if (!ctx->file_data)
 340                 return -ENXIO;
 341         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_files)
 342                 return -EINVAL;
 343
 344         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
 345                 u64 tag = 0;
 346
 347                 if ((tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) ||
 348                     copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
 349                         err = -EFAULT;
 350                         break;
 351                 }
 352                 if ((fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP || fd == -1) && tag) {
 353                         err = -EINVAL;
 354                         break;
 355                 }
 356                 if (fd == IORING_REGISTER_FILES_SKIP)
 357                         continue;
 358
 359                 i = array_index_nospec(up->offset + done, ctx->nr_user_files);
 360                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
 361
 362                 if (file_slot->file_ptr) {
 363                         err = io_queue_rsrc_removal(data, i,
 364                                                     io_slot_file(file_slot));
 365                         if (err)
 366                                 break;
 367                         file_slot->file_ptr = 0;
 368                         io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
 369                 }
 370                 if (fd != -1) {
 371                         struct file *file = fget(fd);
 372
 373                         if (!file) {
 374                                 err = -EBADF;
 375                                 break;
 376                         }
 377                         /*
 378                          * Don't allow io_uring instances to be registered.
 379                          */
 380                         if (io_is_uring_fops(file)) {
 381                                 fput(file);
 382                                 err = -EBADF;
 383                                 break;
 384                         }
 385                         *io_get_tag_slot(data, i) = tag;
 386                         io_fixed_file_set(file_slot, file);
 387                         io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
 388                 }
 389         }
 390         return done ? done : err;
 391 }
 392
 393 static int __io_sqe_buffers_update(struct io_ring_ctx *ctx,
 394                                    struct io_uring_rsrc_update2 *up,
 395                                    unsigned int nr_args)
 396 {
 397         struct iovec __user *uvec = u64_to_user_ptr(up->data);
 398         u64 __user *tags = u64_to_user_ptr(up->tags);
 399         struct iovec fast_iov, *iov;
 400         struct page *last_hpage = NULL;
 401         __u32 done;
 402         int i, err;
 403
 404         if (!ctx->buf_data)
 405                 return -ENXIO;
 406         if (up->offset + nr_args > ctx->nr_user_bufs)
 407                 return -EINVAL;
 408
 409         for (done = 0; done < nr_args; done++) {
 410                 struct io_mapped_ubuf *imu;
 411                 u64 tag = 0;
 412
 413                 iov = iovec_from_user(&uvec[done], 1, 1, &fast_iov, ctx->compat);
 414                 if (IS_ERR(iov)) {
 415                         err = PTR_ERR(iov);
 416                         break;
 417                 }
 418                 if (tags && copy_from_user(&tag, &tags[done], sizeof(tag))) {
 419                         err = -EFAULT;
 420                         break;
 421                 }
 422                 err = io_buffer_validate(iov);
 423                 if (err)
 424                         break;
 425                 if (!iov->iov_base && tag) {
 426                         err = -EINVAL;
 427                         break;
 428                 }
 429                 err = io_sqe_buffer_register(ctx, iov, &imu, &last_hpage);
 430                 if (err)
 431                         break;
 432
 433                 i = array_index_nospec(up->offset + done, ctx->nr_user_bufs);
 434                 if (ctx->user_bufs[i] != &dummy_ubuf) {
 435                         err = io_queue_rsrc_removal(ctx->buf_data, i,
 436                                                     ctx->user_bufs[i]);
 437                         if (unlikely(err)) {
 438                                 io_buffer_unmap(ctx, &imu);
 439                                 break;
 440                         }
 441                         ctx->user_bufs[i] = (struct io_mapped_ubuf *)&dummy_ubuf;
 442                 }
 443
 444                 ctx->user_bufs[i] = imu;
 445                 *io_get_tag_slot(ctx->buf_data, i) = tag;
 446         }
 447         return done ? done : err;
 448 }
 449
 450 static int __io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned type,
 451                                      struct io_uring_rsrc_update2 *up,
 452                                      unsigned nr_args)
 453 {
 454         __u32 tmp;
 455
 456         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 457
 458         if (check_add_overflow(up->offset, nr_args, &tmp))
 459                 return -EOVERFLOW;
 460
 461         switch (type) {
 462         case IORING_RSRC_FILE:
 463                 return __io_sqe_files_update(ctx, up, nr_args);
 464         case IORING_RSRC_BUFFER:
 465                 return __io_sqe_buffers_update(ctx, up, nr_args);
 466         }
 467         return -EINVAL;
 468 }
 469
 470 int io_register_files_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 471                              unsigned nr_args)
 472 {
 473         struct io_uring_rsrc_update2 up;
 474
 475         if (!nr_args)
 476                 return -EINVAL;
 477         memset(&up, 0, sizeof(up));
 478         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(struct io_uring_rsrc_update)))
 479                 return -EFAULT;
 480         if (up.resv || up.resv2)
 481                 return -EINVAL;
 482         return __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE, &up, nr_args);
 483 }
 484
 485 int io_register_rsrc_update(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 486                             unsigned size, unsigned type)
 487 {
 488         struct io_uring_rsrc_update2 up;
 489
 490         if (size != sizeof(up))
 491                 return -EINVAL;
 492         if (copy_from_user(&up, arg, sizeof(up)))
 493                 return -EFAULT;
 494         if (!up.nr || up.resv || up.resv2)
 495                 return -EINVAL;
 496         return __io_register_rsrc_update(ctx, type, &up, up.nr);
 497 }
 498
 499 __cold int io_register_rsrc(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 500                             unsigned int size, unsigned int type)
 501 {
 502         struct io_uring_rsrc_register rr;
 503
 504         /* keep it extendible */
 505         if (size != sizeof(rr))
 506                 return -EINVAL;
 507
 508         memset(&rr, 0, sizeof(rr));
 509         if (copy_from_user(&rr, arg, size))
 510                 return -EFAULT;
 511         if (!rr.nr || rr.resv2)
 512                 return -EINVAL;
 513         if (rr.flags & ~IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE)
 514                 return -EINVAL;
 515
 516         switch (type) {
 517         case IORING_RSRC_FILE:
 518                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
 519                         break;
 520                 return io_sqe_files_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
 521                                              rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
 522         case IORING_RSRC_BUFFER:
 523                 if (rr.flags & IORING_RSRC_REGISTER_SPARSE && rr.data)
 524                         break;
 525                 return io_sqe_buffers_register(ctx, u64_to_user_ptr(rr.data),
 526                                                rr.nr, u64_to_user_ptr(rr.tags));
 527         }
 528         return -EINVAL;
 529 }
 530
 531 int io_files_update_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
 532 {
 533         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
 534
 535         if (unlikely(req->flags & (REQ_F_FIXED_FILE | REQ_F_BUFFER_SELECT)))
 536                 return -EINVAL;
 537         if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
 538                 return -EINVAL;
 539
 540         up->offset = READ_ONCE(sqe->off);
 541         up->nr_args = READ_ONCE(sqe->len);
 542         if (!up->nr_args)
 543                 return -EINVAL;
 544         up->arg = READ_ONCE(sqe->addr);
 545         return 0;
 546 }
 547
 548 static int io_files_update_with_index_alloc(struct io_kiocb *req,
 549                                             unsigned int issue_flags)
 550 {
 551         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
 552         __s32 __user *fds = u64_to_user_ptr(up->arg);
 553         unsigned int done;
 554         struct file *file;
 555         int ret, fd;
 556
 557         if (!req->ctx->file_data)
 558                 return -ENXIO;
 559
 560         for (done = 0; done < up->nr_args; done++) {
 561                 if (copy_from_user(&fd, &fds[done], sizeof(fd))) {
 562                         ret = -EFAULT;
 563                         break;
 564                 }
 565
 566                 file = fget(fd);
 567                 if (!file) {
 568                         ret = -EBADF;
 569                         break;
 570                 }
 571                 ret = io_fixed_fd_install(req, issue_flags, file,
 572                                           IORING_FILE_INDEX_ALLOC);
 573                 if (ret < 0)
 574                         break;
 575                 if (copy_to_user(&fds[done], &ret, sizeof(ret))) {
 576                         __io_close_fixed(req->ctx, issue_flags, ret);
 577                         ret = -EFAULT;
 578                         break;
 579                 }
 580         }
 581
 582         if (done)
 583                 return done;
 584         return ret;
 585 }
 586
 587 int io_files_update(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
 588 {
 589         struct io_rsrc_update *up = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_rsrc_update);
 590         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 591         struct io_uring_rsrc_update2 up2;
 592         int ret;
 593
 594         up2.offset = up->offset;
 595         up2.data = up->arg;
 596         up2.nr = 0;
 597         up2.tags = 0;
 598         up2.resv = 0;
 599         up2.resv2 = 0;
 600
 601         if (up->offset == IORING_FILE_INDEX_ALLOC) {
 602                 ret = io_files_update_with_index_alloc(req, issue_flags);
 603         } else {
 604                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
 605                 ret = __io_register_rsrc_update(ctx, IORING_RSRC_FILE,
 606                                                 &up2, up->nr_args);
 607                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
 608         }
 609
 610         if (ret < 0)
 611                 req_set_fail(req);
 612         io_req_set_res(req, ret, 0);
 613         return IOU_OK;
 614 }
 615
 616 int io_queue_rsrc_removal(struct io_rsrc_data *data, unsigned idx, void *rsrc)
 617 {
 618         struct io_ring_ctx *ctx = data->ctx;
 619         struct io_rsrc_node *node = ctx->rsrc_node;
 620         u64 *tag_slot = io_get_tag_slot(data, idx);
 621
 622         ctx->rsrc_node = io_rsrc_node_alloc(ctx);
 623         if (unlikely(!ctx->rsrc_node)) {
 624                 ctx->rsrc_node = node;
 625                 return -ENOMEM;
 626         }
 627
 628         node->item.rsrc = rsrc;
 629         node->type = data->rsrc_type;
 630         node->item.tag = *tag_slot;
 631         *tag_slot = 0;
 632         list_add_tail(&node->node, &ctx->rsrc_ref_list);
 633         io_put_rsrc_node(ctx, node);
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 void __io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 638 {
 639         int i;
 640
 641         for (i = 0; i < ctx->nr_user_files; i++) {
 642                 struct file *file = io_file_from_index(&ctx->file_table, i);
 643
 644                 if (!file)
 645                         continue;
 646                 io_file_bitmap_clear(&ctx->file_table, i);
 647                 fput(file);
 648         }
 649
 650         io_free_file_tables(&ctx->file_table);
 651         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, 0);
 652         io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
 653         ctx->file_data = NULL;
 654         ctx->nr_user_files = 0;
 655 }
 656
 657 int io_sqe_files_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 658 {
 659         unsigned nr = ctx->nr_user_files;
 660         int ret;
 661
 662         if (!ctx->file_data)
 663                 return -ENXIO;
 664
 665         /*
 666          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
 667          * prevent new requests using the table.
 668          */
 669         ctx->nr_user_files = 0;
 670         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->file_data, ctx);
 671         ctx->nr_user_files = nr;
 672         if (!ret)
 673                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
 674         return ret;
 675 }
 676
 677 int io_sqe_files_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 678                           unsigned nr_args, u64 __user *tags)
 679 {
 680         __s32 __user *fds = (__s32 __user *) arg;
 681         struct file *file;
 682         int fd, ret;
 683         unsigned i;
 684
 685         if (ctx->file_data)
 686                 return -EBUSY;
 687         if (!nr_args)
 688                 return -EINVAL;
 689         if (nr_args > IORING_MAX_FIXED_FILES)
 690                 return -EMFILE;
 691         if (nr_args > rlimit(RLIMIT_NOFILE))
 692                 return -EMFILE;
 693         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, IORING_RSRC_FILE, tags, nr_args,
 694                                  &ctx->file_data);
 695         if (ret)
 696                 return ret;
 697
 698         if (!io_alloc_file_tables(&ctx->file_table, nr_args)) {
 699                 io_rsrc_data_free(ctx->file_data);
 700                 ctx->file_data = NULL;
 701                 return -ENOMEM;
 702         }
 703
 704         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_files++) {
 705                 struct io_fixed_file *file_slot;
 706
 707                 if (fds && copy_from_user(&fd, &fds[i], sizeof(fd))) {
 708                         ret = -EFAULT;
 709                         goto fail;
 710                 }
 711                 /* allow sparse sets */
 712                 if (!fds || fd == -1) {
 713                         ret = -EINVAL;
 714                         if (unlikely(*io_get_tag_slot(ctx->file_data, i)))
 715                                 goto fail;
 716                         continue;
 717                 }
 718
 719                 file = fget(fd);
 720                 ret = -EBADF;
 721                 if (unlikely(!file))
 722                         goto fail;
 723
 724                 /*
 725                  * Don't allow io_uring instances to be registered.
 726                  */
 727                 if (io_is_uring_fops(file)) {
 728                         fput(file);
 729                         goto fail;
 730                 }
 731                 file_slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, i);
 732                 io_fixed_file_set(file_slot, file);
 733                 io_file_bitmap_set(&ctx->file_table, i);
 734         }
 735
 736         /* default it to the whole table */
 737         io_file_table_set_alloc_range(ctx, 0, ctx->nr_user_files);
 738         return 0;
 739 fail:
 740         __io_sqe_files_unregister(ctx);
 741         return ret;
 742 }
 743
 744 static void io_rsrc_buf_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_rsrc_put *prsrc)
 745 {
 746         io_buffer_unmap(ctx, &prsrc->buf);
 747         prsrc->buf = NULL;
 748 }
 749
 750 void __io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 751 {
 752         unsigned int i;
 753
 754         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++)
 755                 io_buffer_unmap(ctx, &ctx->user_bufs[i]);
 756         kfree(ctx->user_bufs);
 757         io_rsrc_data_free(ctx->buf_data);
 758         ctx->user_bufs = NULL;
 759         ctx->buf_data = NULL;
 760         ctx->nr_user_bufs = 0;
 761 }
 762
 763 int io_sqe_buffers_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
 764 {
 765         unsigned nr = ctx->nr_user_bufs;
 766         int ret;
 767
 768         if (!ctx->buf_data)
 769                 return -ENXIO;
 770
 771         /*
 772          * Quiesce may unlock ->uring_lock, and while it's not held
 773          * prevent new requests using the table.
 774          */
 775         ctx->nr_user_bufs = 0;
 776         ret = io_rsrc_ref_quiesce(ctx->buf_data, ctx);
 777         ctx->nr_user_bufs = nr;
 778         if (!ret)
 779                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
 780         return ret;
 781 }
 782
 783 /*
 784  * Not super efficient, but this is just a registration time. And we do cache
 785  * the last compound head, so generally we'll only do a full search if we don't
 786  * match that one.
 787  *
 788  * We check if the given compound head page has already been accounted, to
 789  * avoid double accounting it. This allows us to account the full size of the
 790  * page, not just the constituent pages of a huge page.
 791  */
 792 static bool headpage_already_acct(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
 793                                   int nr_pages, struct page *hpage)
 794 {
 795         int i, j;
 796
 797         /* check current page array */
 798         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 799                 if (!PageCompound(pages[i]))
 800                         continue;
 801                 if (compound_head(pages[i]) == hpage)
 802                         return true;
 803         }
 804
 805         /* check previously registered pages */
 806         for (i = 0; i < ctx->nr_user_bufs; i++) {
 807                 struct io_mapped_ubuf *imu = ctx->user_bufs[i];
 808
 809                 for (j = 0; j < imu->nr_bvecs; j++) {
 810                         if (!PageCompound(imu->bvec[j].bv_page))
 811                                 continue;
 812                         if (compound_head(imu->bvec[j].bv_page) == hpage)
 813                                 return true;
 814                 }
 815         }
 816
 817         return false;
 818 }
 819
 820 static int io_buffer_account_pin(struct io_ring_ctx *ctx, struct page **pages,
 821                                  int nr_pages, struct io_mapped_ubuf *imu,
 822                                  struct page **last_hpage)
 823 {
 824         int i, ret;
 825
 826         imu->acct_pages = 0;
 827         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 828                 if (!PageCompound(pages[i])) {
 829                         imu->acct_pages++;
 830                 } else {
 831                         struct page *hpage;
 832
 833                         hpage = compound_head(pages[i]);
 834                         if (hpage == *last_hpage)
 835                                 continue;
 836                         *last_hpage = hpage;
 837                         if (headpage_already_acct(ctx, pages, i, hpage))
 838                                 continue;
 839                         imu->acct_pages += page_size(hpage) >> PAGE_SHIFT;
 840                 }
 841         }
 842
 843         if (!imu->acct_pages)
 844                 return 0;
 845
 846         ret = io_account_mem(ctx, imu->acct_pages);
 847         if (ret)
 848                 imu->acct_pages = 0;
 849         return ret;
 850 }
 851
 852 static int io_sqe_buffer_register(struct io_ring_ctx *ctx, struct iovec *iov,
 853                                   struct io_mapped_ubuf **pimu,
 854                                   struct page **last_hpage)
 855 {
 856         struct io_mapped_ubuf *imu = NULL;
 857         struct page **pages = NULL;
 858         unsigned long off;
 859         size_t size;
 860         int ret, nr_pages, i;
 861         struct folio *folio = NULL;
 862
 863         *pimu = (struct io_mapped_ubuf *)&dummy_ubuf;
 864         if (!iov->iov_base)
 865                 return 0;
 866
 867         ret = -ENOMEM;
 868         pages = io_pin_pages((unsigned long) iov->iov_base, iov->iov_len,
 869                                 &nr_pages);
 870         if (IS_ERR(pages)) {
 871                 ret = PTR_ERR(pages);
 872                 pages = NULL;
 873                 goto done;
 874         }
 875
 876         /* If it's a huge page, try to coalesce them into a single bvec entry */
 877         if (nr_pages > 1) {
 878                 folio = page_folio(pages[0]);
 879                 for (i = 1; i < nr_pages; i++) {
 880                         /*
 881                          * Pages must be consecutive and on the same folio for
 882                          * this to work
 883                          */
 884                         if (page_folio(pages[i]) != folio ||
 885                             pages[i] != pages[i - 1] + 1) {
 886                                 folio = NULL;
 887                                 break;
 888                         }
 889                 }
 890                 if (folio) {
 891                         /*
 892                          * The pages are bound to the folio, it doesn't
 893                          * actually unpin them but drops all but one reference,
 894                          * which is usually put down by io_buffer_unmap().
 895                          * Note, needs a better helper.
 896                          */
 897                         unpin_user_pages(&pages[1], nr_pages - 1);
 898                         nr_pages = 1;
 899                 }
 900         }
 901
 902         imu = kvmalloc(struct_size(imu, bvec, nr_pages), GFP_KERNEL);
 903         if (!imu)
 904                 goto done;
 905
 906         ret = io_buffer_account_pin(ctx, pages, nr_pages, imu, last_hpage);
 907         if (ret) {
 908                 unpin_user_pages(pages, nr_pages);
 909                 goto done;
 910         }
 911
 912         off = (unsigned long) iov->iov_base & ~PAGE_MASK;
 913         size = iov->iov_len;
 914         /* store original address for later verification */
 915         imu->ubuf = (unsigned long) iov->iov_base;
 916         imu->ubuf_end = imu->ubuf + iov->iov_len;
 917         imu->nr_bvecs = nr_pages;
 918         *pimu = imu;
 919         ret = 0;
 920
 921         if (folio) {
 922                 bvec_set_page(&imu->bvec[0], pages[0], size, off);
 923                 goto done;
 924         }
 925         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 926                 size_t vec_len;
 927
 928                 vec_len = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE - off);
 929                 bvec_set_page(&imu->bvec[i], pages[i], vec_len, off);
 930                 off = 0;
 931                 size -= vec_len;
 932         }
 933 done:
 934         if (ret)
 935                 kvfree(imu);
 936         kvfree(pages);
 937         return ret;
 938 }
 939
 940 static int io_buffers_map_alloc(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr_args)
 941 {
 942         ctx->user_bufs = kcalloc(nr_args, sizeof(*ctx->user_bufs), GFP_KERNEL);
 943         return ctx->user_bufs ? 0 : -ENOMEM;
 944 }
 945
 946 int io_sqe_buffers_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
 947                             unsigned int nr_args, u64 __user *tags)
 948 {
 949         struct page *last_hpage = NULL;
 950         struct io_rsrc_data *data;
 951         struct iovec fast_iov, *iov = &fast_iov;
 952         const struct iovec __user *uvec = (struct iovec * __user) arg;
 953         int i, ret;
 954
 955         BUILD_BUG_ON(IORING_MAX_REG_BUFFERS >= (1u << 16));
 956
 957         if (ctx->user_bufs)
 958                 return -EBUSY;
 959         if (!nr_args || nr_args > IORING_MAX_REG_BUFFERS)
 960                 return -EINVAL;
 961         ret = io_rsrc_data_alloc(ctx, IORING_RSRC_BUFFER, tags, nr_args, &data);
 962         if (ret)
 963                 return ret;
 964         ret = io_buffers_map_alloc(ctx, nr_args);
 965         if (ret) {
 966                 io_rsrc_data_free(data);
 967                 return ret;
 968         }
 969
 970         if (!arg)
 971                 memset(iov, 0, sizeof(*iov));
 972
 973         for (i = 0; i < nr_args; i++, ctx->nr_user_bufs++) {
 974                 if (arg) {
 975                         iov = iovec_from_user(&uvec[i], 1, 1, &fast_iov, ctx->compat);
 976                         if (IS_ERR(iov)) {
 977                                 ret = PTR_ERR(iov);
 978                                 break;
 979                         }
 980                         ret = io_buffer_validate(iov);
 981                         if (ret)
 982                                 break;
 983                 }
 984
 985                 if (!iov->iov_base && *io_get_tag_slot(data, i)) {
 986                         ret = -EINVAL;
 987                         break;
 988                 }
 989
 990                 ret = io_sqe_buffer_register(ctx, iov, &ctx->user_bufs[i],
 991                                              &last_hpage);
 992                 if (ret)
 993                         break;
 994         }
 995
 996         WARN_ON_ONCE(ctx->buf_data);
 997
 998         ctx->buf_data = data;
 999         if (ret)
1000                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
1001         return ret;
1002 }
1003
1004 int io_import_fixed(int ddir, struct iov_iter *iter,
1005                            struct io_mapped_ubuf *imu,
1006                            u64 buf_addr, size_t len)
1007 {
1008         u64 buf_end;
1009         size_t offset;
1010
1011         if (WARN_ON_ONCE(!imu))
1012                 return -EFAULT;
1013         if (unlikely(check_add_overflow(buf_addr, (u64)len, &buf_end)))
1014                 return -EFAULT;
1015         /* not inside the mapped region */
1016         if (unlikely(buf_addr < imu->ubuf || buf_end > imu->ubuf_end))
1017                 return -EFAULT;
1018
1019         /*
1020          * Might not be a start of buffer, set size appropriately
1021          * and advance us to the beginning.
1022          */
1023         offset = buf_addr - imu->ubuf;
1024         iov_iter_bvec(iter, ddir, imu->bvec, imu->nr_bvecs, offset + len);
1025
1026         if (offset) {
1027                 /*
1028                  * Don't use iov_iter_advance() here, as it's really slow for
1029                  * using the latter parts of a big fixed buffer - it iterates
1030                  * over each segment manually. We can cheat a bit here, because
1031                  * we know that:
1032                  *
1033                  * 1) it's a BVEC iter, we set it up
1034                  * 2) all bvecs are PAGE_SIZE in size, except potentially the
1035                  *    first and last bvec
1036                  *
1037                  * So just find our index, and adjust the iterator afterwards.
1038                  * If the offset is within the first bvec (or the whole first
1039                  * bvec, just use iov_iter_advance(). This makes it easier
1040                  * since we can just skip the first segment, which may not
1041                  * be PAGE_SIZE aligned.
1042                  */
1043                 const struct bio_vec *bvec = imu->bvec;
1044
1045                 if (offset < bvec->bv_len) {
1046                         /*
1047                          * Note, huge pages buffers consists of one large
1048                          * bvec entry and should always go this way. The other
1049                          * branch doesn't expect non PAGE_SIZE'd chunks.
1050                          */
1051                         iter->bvec = bvec;
1052                         iter->count -= offset;
1053                         iter->iov_offset = offset;
1054                 } else {
1055                         unsigned long seg_skip;
1056
1057                         /* skip first vec */
1058                         offset -= bvec->bv_len;
1059                         seg_skip = 1 + (offset >> PAGE_SHIFT);
1060
1061                         iter->bvec = bvec + seg_skip;
1062                         iter->nr_segs -= seg_skip;
1063                         iter->count -= bvec->bv_len + offset;
1064                         iter->iov_offset = offset & ~PAGE_MASK;
1065                 }
1066         }
1067
1068         return 0;
1069 }