xref: /openbmc/linux/fs/splice.c (revision 0fe23479)
15274f052SJens Axboe /*
25274f052SJens Axboe  * "splice": joining two ropes together by interweaving their strands.
35274f052SJens Axboe  *
45274f052SJens Axboe  * This is the "extended pipe" functionality, where a pipe is used as
55274f052SJens Axboe  * an arbitrary in-memory buffer. Think of a pipe as a small kernel
65274f052SJens Axboe  * buffer that you can use to transfer data from one end to the other.
75274f052SJens Axboe  *
85274f052SJens Axboe  * The traditional unix read/write is extended with a "splice()" operation
95274f052SJens Axboe  * that transfers data buffers to or from a pipe buffer.
105274f052SJens Axboe  *
115274f052SJens Axboe  * Named by Larry McVoy, original implementation from Linus, extended by
12c2058e06SJens Axboe  * Jens to support splicing to files, network, direct splicing, etc and
13c2058e06SJens Axboe  * fixing lots of bugs.
145274f052SJens Axboe  *
150fe23479SJens Axboe  * Copyright (C) 2005-2006 Jens Axboe <axboe@kernel.dk>
16c2058e06SJens Axboe  * Copyright (C) 2005-2006 Linus Torvalds <torvalds@osdl.org>
17c2058e06SJens Axboe  * Copyright (C) 2006 Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
185274f052SJens Axboe  *
195274f052SJens Axboe  */
205274f052SJens Axboe #include <linux/fs.h>
215274f052SJens Axboe #include <linux/file.h>
225274f052SJens Axboe #include <linux/pagemap.h>
235274f052SJens Axboe #include <linux/pipe_fs_i.h>
245274f052SJens Axboe #include <linux/mm_inline.h>
255abc97aaSJens Axboe #include <linux/swap.h>
264f6f0bd2SJens Axboe #include <linux/writeback.h>
274f6f0bd2SJens Axboe #include <linux/buffer_head.h>
28a0f06780SJeff Garzik #include <linux/module.h>
294f6f0bd2SJens Axboe #include <linux/syscalls.h>
30912d35f8SJens Axboe #include <linux/uio.h>
315274f052SJens Axboe 
32912d35f8SJens Axboe struct partial_page {
33912d35f8SJens Axboe 	unsigned int offset;
34912d35f8SJens Axboe 	unsigned int len;
35912d35f8SJens Axboe };
36912d35f8SJens Axboe 
37912d35f8SJens Axboe /*
3800522fb4SJens Axboe  * Passed to splice_to_pipe
39912d35f8SJens Axboe  */
40912d35f8SJens Axboe struct splice_pipe_desc {
41912d35f8SJens Axboe 	struct page **pages;		/* page map */
42912d35f8SJens Axboe 	struct partial_page *partial;	/* pages[] may not be contig */
43912d35f8SJens Axboe 	int nr_pages;			/* number of pages in map */
44912d35f8SJens Axboe 	unsigned int flags;		/* splice flags */
45912d35f8SJens Axboe 	struct pipe_buf_operations *ops;/* ops associated with output pipe */
46912d35f8SJens Axboe };
47912d35f8SJens Axboe 
4883f9135bSJens Axboe /*
4983f9135bSJens Axboe  * Attempt to steal a page from a pipe buffer. This should perhaps go into
5083f9135bSJens Axboe  * a vm helper function, it's already simplified quite a bit by the
5183f9135bSJens Axboe  * addition of remove_mapping(). If success is returned, the caller may
5283f9135bSJens Axboe  * attempt to reuse this page for another destination.
5383f9135bSJens Axboe  */
5476ad4d11SJens Axboe static int page_cache_pipe_buf_steal(struct pipe_inode_info *pipe,
555abc97aaSJens Axboe 				     struct pipe_buffer *buf)
565abc97aaSJens Axboe {
575abc97aaSJens Axboe 	struct page *page = buf->page;
589e94cd4fSJens Axboe 	struct address_space *mapping;
595abc97aaSJens Axboe 
609e0267c2SJens Axboe 	lock_page(page);
619e0267c2SJens Axboe 
629e94cd4fSJens Axboe 	mapping = page_mapping(page);
639e94cd4fSJens Axboe 	if (mapping) {
645abc97aaSJens Axboe 		WARN_ON(!PageUptodate(page));
655abc97aaSJens Axboe 
66ad8d6f0aSJens Axboe 		/*
679e94cd4fSJens Axboe 		 * At least for ext2 with nobh option, we need to wait on
689e94cd4fSJens Axboe 		 * writeback completing on this page, since we'll remove it
699e94cd4fSJens Axboe 		 * from the pagecache.  Otherwise truncate wont wait on the
709e94cd4fSJens Axboe 		 * page, allowing the disk blocks to be reused by someone else
719e94cd4fSJens Axboe 		 * before we actually wrote our data to them. fs corruption
729e94cd4fSJens Axboe 		 * ensues.
73ad8d6f0aSJens Axboe 		 */
74ad8d6f0aSJens Axboe 		wait_on_page_writeback(page);
75ad8d6f0aSJens Axboe 
764f6f0bd2SJens Axboe 		if (PagePrivate(page))
774f6f0bd2SJens Axboe 			try_to_release_page(page, mapping_gfp_mask(mapping));
784f6f0bd2SJens Axboe 
799e94cd4fSJens Axboe 		/*
809e94cd4fSJens Axboe 		 * If we succeeded in removing the mapping, set LRU flag
819e94cd4fSJens Axboe 		 * and return good.
829e94cd4fSJens Axboe 		 */
839e94cd4fSJens Axboe 		if (remove_mapping(mapping, page)) {
841432873aSJens Axboe 			buf->flags |= PIPE_BUF_FLAG_LRU;
855abc97aaSJens Axboe 			return 0;
865abc97aaSJens Axboe 		}
879e94cd4fSJens Axboe 	}
889e94cd4fSJens Axboe 
899e94cd4fSJens Axboe 	/*
909e94cd4fSJens Axboe 	 * Raced with truncate or failed to remove page from current
919e94cd4fSJens Axboe 	 * address space, unlock and return failure.
929e94cd4fSJens Axboe 	 */
939e94cd4fSJens Axboe 	unlock_page(page);
949e94cd4fSJens Axboe 	return 1;
959e94cd4fSJens Axboe }
965abc97aaSJens Axboe 
9776ad4d11SJens Axboe static void page_cache_pipe_buf_release(struct pipe_inode_info *pipe,
985274f052SJens Axboe 					struct pipe_buffer *buf)
995274f052SJens Axboe {
1005274f052SJens Axboe 	page_cache_release(buf->page);
1011432873aSJens Axboe 	buf->flags &= ~PIPE_BUF_FLAG_LRU;
1025274f052SJens Axboe }
1035274f052SJens Axboe 
10476ad4d11SJens Axboe static int page_cache_pipe_buf_pin(struct pipe_inode_info *pipe,
1055274f052SJens Axboe 				   struct pipe_buffer *buf)
1065274f052SJens Axboe {
1075274f052SJens Axboe 	struct page *page = buf->page;
10849d0b21bSJens Axboe 	int err;
1095274f052SJens Axboe 
1105274f052SJens Axboe 	if (!PageUptodate(page)) {
11149d0b21bSJens Axboe 		lock_page(page);
1125274f052SJens Axboe 
11349d0b21bSJens Axboe 		/*
11449d0b21bSJens Axboe 		 * Page got truncated/unhashed. This will cause a 0-byte
11573d62d83SIngo Molnar 		 * splice, if this is the first page.
11649d0b21bSJens Axboe 		 */
1175274f052SJens Axboe 		if (!page->mapping) {
11849d0b21bSJens Axboe 			err = -ENODATA;
11949d0b21bSJens Axboe 			goto error;
1205274f052SJens Axboe 		}
1215274f052SJens Axboe 
12249d0b21bSJens Axboe 		/*
12373d62d83SIngo Molnar 		 * Uh oh, read-error from disk.
12449d0b21bSJens Axboe 		 */
12549d0b21bSJens Axboe 		if (!PageUptodate(page)) {
12649d0b21bSJens Axboe 			err = -EIO;
12749d0b21bSJens Axboe 			goto error;
12849d0b21bSJens Axboe 		}
12949d0b21bSJens Axboe 
13049d0b21bSJens Axboe 		/*
131f84d7519SJens Axboe 		 * Page is ok afterall, we are done.
13249d0b21bSJens Axboe 		 */
13349d0b21bSJens Axboe 		unlock_page(page);
13449d0b21bSJens Axboe 	}
13549d0b21bSJens Axboe 
136f84d7519SJens Axboe 	return 0;
13749d0b21bSJens Axboe error:
13849d0b21bSJens Axboe 	unlock_page(page);
139f84d7519SJens Axboe 	return err;
14070524490SJens Axboe }
14170524490SJens Axboe 
1425274f052SJens Axboe static struct pipe_buf_operations page_cache_pipe_buf_ops = {
1435274f052SJens Axboe 	.can_merge = 0,
144f84d7519SJens Axboe 	.map = generic_pipe_buf_map,
145f84d7519SJens Axboe 	.unmap = generic_pipe_buf_unmap,
146f84d7519SJens Axboe 	.pin = page_cache_pipe_buf_pin,
1475274f052SJens Axboe 	.release = page_cache_pipe_buf_release,
1485abc97aaSJens Axboe 	.steal = page_cache_pipe_buf_steal,
149f84d7519SJens Axboe 	.get = generic_pipe_buf_get,
1505274f052SJens Axboe };
1515274f052SJens Axboe 
152912d35f8SJens Axboe static int user_page_pipe_buf_steal(struct pipe_inode_info *pipe,
153912d35f8SJens Axboe 				    struct pipe_buffer *buf)
154912d35f8SJens Axboe {
1557afa6fd0SJens Axboe 	if (!(buf->flags & PIPE_BUF_FLAG_GIFT))
156912d35f8SJens Axboe 		return 1;
1577afa6fd0SJens Axboe 
1581432873aSJens Axboe 	buf->flags |= PIPE_BUF_FLAG_LRU;
159330ab716SJens Axboe 	return generic_pipe_buf_steal(pipe, buf);
160912d35f8SJens Axboe }
161912d35f8SJens Axboe 
162912d35f8SJens Axboe static struct pipe_buf_operations user_page_pipe_buf_ops = {
163912d35f8SJens Axboe 	.can_merge = 0,
164f84d7519SJens Axboe 	.map = generic_pipe_buf_map,
165f84d7519SJens Axboe 	.unmap = generic_pipe_buf_unmap,
166f84d7519SJens Axboe 	.pin = generic_pipe_buf_pin,
167912d35f8SJens Axboe 	.release = page_cache_pipe_buf_release,
168912d35f8SJens Axboe 	.steal = user_page_pipe_buf_steal,
169f84d7519SJens Axboe 	.get = generic_pipe_buf_get,
170912d35f8SJens Axboe };
171912d35f8SJens Axboe 
17283f9135bSJens Axboe /*
17383f9135bSJens Axboe  * Pipe output worker. This sets up our pipe format with the page cache
17483f9135bSJens Axboe  * pipe buffer operations. Otherwise very similar to the regular pipe_writev().
17583f9135bSJens Axboe  */
17600522fb4SJens Axboe static ssize_t splice_to_pipe(struct pipe_inode_info *pipe,
177912d35f8SJens Axboe 			      struct splice_pipe_desc *spd)
1785274f052SJens Axboe {
179912d35f8SJens Axboe 	int ret, do_wakeup, page_nr;
1805274f052SJens Axboe 
1815274f052SJens Axboe 	ret = 0;
1825274f052SJens Axboe 	do_wakeup = 0;
183912d35f8SJens Axboe 	page_nr = 0;
1845274f052SJens Axboe 
1853a326a2cSIngo Molnar 	if (pipe->inode)
1863a326a2cSIngo Molnar 		mutex_lock(&pipe->inode->i_mutex);
1875274f052SJens Axboe 
1885274f052SJens Axboe 	for (;;) {
1893a326a2cSIngo Molnar 		if (!pipe->readers) {
1905274f052SJens Axboe 			send_sig(SIGPIPE, current, 0);
1915274f052SJens Axboe 			if (!ret)
1925274f052SJens Axboe 				ret = -EPIPE;
1935274f052SJens Axboe 			break;
1945274f052SJens Axboe 		}
1955274f052SJens Axboe 
1966f767b04SJens Axboe 		if (pipe->nrbufs < PIPE_BUFFERS) {
1976f767b04SJens Axboe 			int newbuf = (pipe->curbuf + pipe->nrbufs) & (PIPE_BUFFERS - 1);
1983a326a2cSIngo Molnar 			struct pipe_buffer *buf = pipe->bufs + newbuf;
1995274f052SJens Axboe 
200912d35f8SJens Axboe 			buf->page = spd->pages[page_nr];
201912d35f8SJens Axboe 			buf->offset = spd->partial[page_nr].offset;
202912d35f8SJens Axboe 			buf->len = spd->partial[page_nr].len;
203912d35f8SJens Axboe 			buf->ops = spd->ops;
2047afa6fd0SJens Axboe 			if (spd->flags & SPLICE_F_GIFT)
2057afa6fd0SJens Axboe 				buf->flags |= PIPE_BUF_FLAG_GIFT;
2067afa6fd0SJens Axboe 
2076f767b04SJens Axboe 			pipe->nrbufs++;
208912d35f8SJens Axboe 			page_nr++;
209912d35f8SJens Axboe 			ret += buf->len;
210912d35f8SJens Axboe 
2116f767b04SJens Axboe 			if (pipe->inode)
2125274f052SJens Axboe 				do_wakeup = 1;
2135274f052SJens Axboe 
214912d35f8SJens Axboe 			if (!--spd->nr_pages)
2155274f052SJens Axboe 				break;
2166f767b04SJens Axboe 			if (pipe->nrbufs < PIPE_BUFFERS)
2175274f052SJens Axboe 				continue;
2185274f052SJens Axboe 
2195274f052SJens Axboe 			break;
2205274f052SJens Axboe 		}
2215274f052SJens Axboe 
222912d35f8SJens Axboe 		if (spd->flags & SPLICE_F_NONBLOCK) {
22329e35094SLinus Torvalds 			if (!ret)
22429e35094SLinus Torvalds 				ret = -EAGAIN;
22529e35094SLinus Torvalds 			break;
22629e35094SLinus Torvalds 		}
22729e35094SLinus Torvalds 
2285274f052SJens Axboe 		if (signal_pending(current)) {
2295274f052SJens Axboe 			if (!ret)
2305274f052SJens Axboe 				ret = -ERESTARTSYS;
2315274f052SJens Axboe 			break;
2325274f052SJens Axboe 		}
2335274f052SJens Axboe 
2345274f052SJens Axboe 		if (do_wakeup) {
235c0bd1f65SJens Axboe 			smp_mb();
2363a326a2cSIngo Molnar 			if (waitqueue_active(&pipe->wait))
2373a326a2cSIngo Molnar 				wake_up_interruptible_sync(&pipe->wait);
2383a326a2cSIngo Molnar 			kill_fasync(&pipe->fasync_readers, SIGIO, POLL_IN);
2395274f052SJens Axboe 			do_wakeup = 0;
2405274f052SJens Axboe 		}
2415274f052SJens Axboe 
2423a326a2cSIngo Molnar 		pipe->waiting_writers++;
2433a326a2cSIngo Molnar 		pipe_wait(pipe);
2443a326a2cSIngo Molnar 		pipe->waiting_writers--;
2455274f052SJens Axboe 	}
2465274f052SJens Axboe 
2473a326a2cSIngo Molnar 	if (pipe->inode)
2483a326a2cSIngo Molnar 		mutex_unlock(&pipe->inode->i_mutex);
2495274f052SJens Axboe 
2505274f052SJens Axboe 	if (do_wakeup) {
251c0bd1f65SJens Axboe 		smp_mb();
2523a326a2cSIngo Molnar 		if (waitqueue_active(&pipe->wait))
2533a326a2cSIngo Molnar 			wake_up_interruptible(&pipe->wait);
2543a326a2cSIngo Molnar 		kill_fasync(&pipe->fasync_readers, SIGIO, POLL_IN);
2555274f052SJens Axboe 	}
2565274f052SJens Axboe 
257912d35f8SJens Axboe 	while (page_nr < spd->nr_pages)
258912d35f8SJens Axboe 		page_cache_release(spd->pages[page_nr++]);
2595274f052SJens Axboe 
2605274f052SJens Axboe 	return ret;
2615274f052SJens Axboe }
2625274f052SJens Axboe 
2633a326a2cSIngo Molnar static int
264cbb7e577SJens Axboe __generic_file_splice_read(struct file *in, loff_t *ppos,
265cbb7e577SJens Axboe 			   struct pipe_inode_info *pipe, size_t len,
266cbb7e577SJens Axboe 			   unsigned int flags)
2675274f052SJens Axboe {
2685274f052SJens Axboe 	struct address_space *mapping = in->f_mapping;
269912d35f8SJens Axboe 	unsigned int loff, nr_pages;
27016c523ddSJens Axboe 	struct page *pages[PIPE_BUFFERS];
271912d35f8SJens Axboe 	struct partial_page partial[PIPE_BUFFERS];
2725274f052SJens Axboe 	struct page *page;
27391ad66efSJens Axboe 	pgoff_t index, end_index;
27491ad66efSJens Axboe 	loff_t isize;
275912d35f8SJens Axboe 	size_t total_len;
276eb20796bSJens Axboe 	int error, page_nr;
277912d35f8SJens Axboe 	struct splice_pipe_desc spd = {
278912d35f8SJens Axboe 		.pages = pages,
279912d35f8SJens Axboe 		.partial = partial,
280912d35f8SJens Axboe 		.flags = flags,
281912d35f8SJens Axboe 		.ops = &page_cache_pipe_buf_ops,
282912d35f8SJens Axboe 	};
2835274f052SJens Axboe 
284cbb7e577SJens Axboe 	index = *ppos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
285912d35f8SJens Axboe 	loff = *ppos & ~PAGE_CACHE_MASK;
286912d35f8SJens Axboe 	nr_pages = (len + loff + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2875274f052SJens Axboe 
2885274f052SJens Axboe 	if (nr_pages > PIPE_BUFFERS)
2895274f052SJens Axboe 		nr_pages = PIPE_BUFFERS;
2905274f052SJens Axboe 
2915274f052SJens Axboe 	/*
29273d62d83SIngo Molnar 	 * Initiate read-ahead on this page range. however, don't call into
2930b749ce3SJens Axboe 	 * read-ahead if this is a non-zero offset (we are likely doing small
2940b749ce3SJens Axboe 	 * chunk splice and the page is already there) for a single page.
2955274f052SJens Axboe 	 */
296eb645a24SJens Axboe 	if (!loff || nr_pages > 1)
297eb645a24SJens Axboe 		page_cache_readahead(mapping, &in->f_ra, in, index, nr_pages);
2985274f052SJens Axboe 
2995274f052SJens Axboe 	/*
30073d62d83SIngo Molnar 	 * Now fill in the holes:
3015274f052SJens Axboe 	 */
3027480a904SJens Axboe 	error = 0;
303912d35f8SJens Axboe 	total_len = 0;
30482aa5d61SJens Axboe 
30582aa5d61SJens Axboe 	/*
306eb20796bSJens Axboe 	 * Lookup the (hopefully) full range of pages we need.
30782aa5d61SJens Axboe 	 */
308eb20796bSJens Axboe 	spd.nr_pages = find_get_pages_contig(mapping, index, nr_pages, pages);
309eb20796bSJens Axboe 
3105274f052SJens Axboe 	/*
311eb20796bSJens Axboe 	 * If find_get_pages_contig() returned fewer pages than we needed,
312eb20796bSJens Axboe 	 * allocate the rest.
313eb20796bSJens Axboe 	 */
314eb20796bSJens Axboe 	index += spd.nr_pages;
315eb20796bSJens Axboe 	while (spd.nr_pages < nr_pages) {
316eb20796bSJens Axboe 		/*
317eb20796bSJens Axboe 		 * Page could be there, find_get_pages_contig() breaks on
318eb20796bSJens Axboe 		 * the first hole.
3195274f052SJens Axboe 		 */
3207480a904SJens Axboe 		page = find_get_page(mapping, index);
3217480a904SJens Axboe 		if (!page) {
3227480a904SJens Axboe 			/*
323e27dedd8SJens Axboe 			 * Make sure the read-ahead engine is notified
324e27dedd8SJens Axboe 			 * about this failure.
325e27dedd8SJens Axboe 			 */
326e27dedd8SJens Axboe 			handle_ra_miss(mapping, &in->f_ra, index);
327e27dedd8SJens Axboe 
328e27dedd8SJens Axboe 			/*
329eb20796bSJens Axboe 			 * page didn't exist, allocate one.
3307480a904SJens Axboe 			 */
3317480a904SJens Axboe 			page = page_cache_alloc_cold(mapping);
3325274f052SJens Axboe 			if (!page)
3335274f052SJens Axboe 				break;
3345274f052SJens Axboe 
3357480a904SJens Axboe 			error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
3367480a904SJens Axboe 					      mapping_gfp_mask(mapping));
3375274f052SJens Axboe 			if (unlikely(error)) {
3385274f052SJens Axboe 				page_cache_release(page);
339a0548871SJens Axboe 				if (error == -EEXIST)
340a0548871SJens Axboe 					continue;
3415274f052SJens Axboe 				break;
3425274f052SJens Axboe 			}
343eb20796bSJens Axboe 			/*
344eb20796bSJens Axboe 			 * add_to_page_cache() locks the page, unlock it
345eb20796bSJens Axboe 			 * to avoid convoluting the logic below even more.
346eb20796bSJens Axboe 			 */
347eb20796bSJens Axboe 			unlock_page(page);
3485274f052SJens Axboe 		}
3497480a904SJens Axboe 
350eb20796bSJens Axboe 		pages[spd.nr_pages++] = page;
351eb20796bSJens Axboe 		index++;
352eb20796bSJens Axboe 	}
353eb20796bSJens Axboe 
354eb20796bSJens Axboe 	/*
355eb20796bSJens Axboe 	 * Now loop over the map and see if we need to start IO on any
356eb20796bSJens Axboe 	 * pages, fill in the partial map, etc.
357eb20796bSJens Axboe 	 */
358eb20796bSJens Axboe 	index = *ppos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
359eb20796bSJens Axboe 	nr_pages = spd.nr_pages;
360eb20796bSJens Axboe 	spd.nr_pages = 0;
361eb20796bSJens Axboe 	for (page_nr = 0; page_nr < nr_pages; page_nr++) {
362eb20796bSJens Axboe 		unsigned int this_len;
363eb20796bSJens Axboe 
364eb20796bSJens Axboe 		if (!len)
365eb20796bSJens Axboe 			break;
366eb20796bSJens Axboe 
367eb20796bSJens Axboe 		/*
368eb20796bSJens Axboe 		 * this_len is the max we'll use from this page
369eb20796bSJens Axboe 		 */
370eb20796bSJens Axboe 		this_len = min_t(unsigned long, len, PAGE_CACHE_SIZE - loff);
371eb20796bSJens Axboe 		page = pages[page_nr];
372eb20796bSJens Axboe 
3737480a904SJens Axboe 		/*
3747480a904SJens Axboe 		 * If the page isn't uptodate, we may need to start io on it
3757480a904SJens Axboe 		 */
3767480a904SJens Axboe 		if (!PageUptodate(page)) {
377c4f895cbSJens Axboe 			/*
378c4f895cbSJens Axboe 			 * If in nonblock mode then dont block on waiting
379c4f895cbSJens Axboe 			 * for an in-flight io page
380c4f895cbSJens Axboe 			 */
381c4f895cbSJens Axboe 			if (flags & SPLICE_F_NONBLOCK)
382c4f895cbSJens Axboe 				break;
383c4f895cbSJens Axboe 
3847480a904SJens Axboe 			lock_page(page);
3857480a904SJens Axboe 
3867480a904SJens Axboe 			/*
3877480a904SJens Axboe 			 * page was truncated, stop here. if this isn't the
3887480a904SJens Axboe 			 * first page, we'll just complete what we already
3897480a904SJens Axboe 			 * added
3907480a904SJens Axboe 			 */
3917480a904SJens Axboe 			if (!page->mapping) {
3927480a904SJens Axboe 				unlock_page(page);
3937480a904SJens Axboe 				break;
3947480a904SJens Axboe 			}
3957480a904SJens Axboe 			/*
3967480a904SJens Axboe 			 * page was already under io and is now done, great
3977480a904SJens Axboe 			 */
3987480a904SJens Axboe 			if (PageUptodate(page)) {
3997480a904SJens Axboe 				unlock_page(page);
4007480a904SJens Axboe 				goto fill_it;
4017480a904SJens Axboe 			}
4027480a904SJens Axboe 
4037480a904SJens Axboe 			/*
4047480a904SJens Axboe 			 * need to read in the page
4057480a904SJens Axboe 			 */
4067480a904SJens Axboe 			error = mapping->a_ops->readpage(in, page);
4077480a904SJens Axboe 			if (unlikely(error)) {
408eb20796bSJens Axboe 				/*
409eb20796bSJens Axboe 				 * We really should re-lookup the page here,
410eb20796bSJens Axboe 				 * but it complicates things a lot. Instead
411eb20796bSJens Axboe 				 * lets just do what we already stored, and
412eb20796bSJens Axboe 				 * we'll get it the next time we are called.
413eb20796bSJens Axboe 				 */
4147480a904SJens Axboe 				if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
415eb20796bSJens Axboe 					error = 0;
416eb20796bSJens Axboe 
4177480a904SJens Axboe 				break;
4187480a904SJens Axboe 			}
41991ad66efSJens Axboe 
42091ad66efSJens Axboe 			/*
42191ad66efSJens Axboe 			 * i_size must be checked after ->readpage().
42291ad66efSJens Axboe 			 */
42391ad66efSJens Axboe 			isize = i_size_read(mapping->host);
42491ad66efSJens Axboe 			end_index = (isize - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
425eb20796bSJens Axboe 			if (unlikely(!isize || index > end_index))
42691ad66efSJens Axboe 				break;
42791ad66efSJens Axboe 
42891ad66efSJens Axboe 			/*
42991ad66efSJens Axboe 			 * if this is the last page, see if we need to shrink
43091ad66efSJens Axboe 			 * the length and stop
43191ad66efSJens Axboe 			 */
43291ad66efSJens Axboe 			if (end_index == index) {
43391ad66efSJens Axboe 				loff = PAGE_CACHE_SIZE - (isize & ~PAGE_CACHE_MASK);
434eb20796bSJens Axboe 				if (total_len + loff > isize)
43591ad66efSJens Axboe 					break;
43691ad66efSJens Axboe 				/*
43791ad66efSJens Axboe 				 * force quit after adding this page
43891ad66efSJens Axboe 				 */
439eb20796bSJens Axboe 				len = this_len;
44082aa5d61SJens Axboe 				this_len = min(this_len, loff);
441912d35f8SJens Axboe 				loff = 0;
44291ad66efSJens Axboe 			}
4437480a904SJens Axboe 		}
4447480a904SJens Axboe fill_it:
445eb20796bSJens Axboe 		partial[page_nr].offset = loff;
446eb20796bSJens Axboe 		partial[page_nr].len = this_len;
44782aa5d61SJens Axboe 		len -= this_len;
448912d35f8SJens Axboe 		total_len += this_len;
44991ad66efSJens Axboe 		loff = 0;
450eb20796bSJens Axboe 		spd.nr_pages++;
451eb20796bSJens Axboe 		index++;
4525274f052SJens Axboe 	}
4535274f052SJens Axboe 
454eb20796bSJens Axboe 	/*
455eb20796bSJens Axboe 	 * Release any pages at the end, if we quit early. 'i' is how far
456eb20796bSJens Axboe 	 * we got, 'nr_pages' is how many pages are in the map.
457eb20796bSJens Axboe 	 */
458eb20796bSJens Axboe 	while (page_nr < nr_pages)
459eb20796bSJens Axboe 		page_cache_release(pages[page_nr++]);
460eb20796bSJens Axboe 
461912d35f8SJens Axboe 	if (spd.nr_pages)
46200522fb4SJens Axboe 		return splice_to_pipe(pipe, &spd);
46316c523ddSJens Axboe 
4647480a904SJens Axboe 	return error;
4655274f052SJens Axboe }
4665274f052SJens Axboe 
46783f9135bSJens Axboe /**
46883f9135bSJens Axboe  * generic_file_splice_read - splice data from file to a pipe
46983f9135bSJens Axboe  * @in:		file to splice from
47083f9135bSJens Axboe  * @pipe:	pipe to splice to
47183f9135bSJens Axboe  * @len:	number of bytes to splice
47283f9135bSJens Axboe  * @flags:	splice modifier flags
47383f9135bSJens Axboe  *
47483f9135bSJens Axboe  * Will read pages from given file and fill them into a pipe.
47583f9135bSJens Axboe  */
476cbb7e577SJens Axboe ssize_t generic_file_splice_read(struct file *in, loff_t *ppos,
477cbb7e577SJens Axboe 				 struct pipe_inode_info *pipe, size_t len,
478cbb7e577SJens Axboe 				 unsigned int flags)
4795274f052SJens Axboe {
4805274f052SJens Axboe 	ssize_t spliced;
4815274f052SJens Axboe 	int ret;
4825274f052SJens Axboe 
4835274f052SJens Axboe 	ret = 0;
4845274f052SJens Axboe 	spliced = 0;
4853a326a2cSIngo Molnar 
4865274f052SJens Axboe 	while (len) {
487cbb7e577SJens Axboe 		ret = __generic_file_splice_read(in, ppos, pipe, len, flags);
4885274f052SJens Axboe 
489c4f895cbSJens Axboe 		if (ret < 0)
4905274f052SJens Axboe 			break;
491c4f895cbSJens Axboe 		else if (!ret) {
492c4f895cbSJens Axboe 			if (spliced)
493c4f895cbSJens Axboe 				break;
494c4f895cbSJens Axboe 			if (flags & SPLICE_F_NONBLOCK) {
495c4f895cbSJens Axboe 				ret = -EAGAIN;
496c4f895cbSJens Axboe 				break;
497c4f895cbSJens Axboe 			}
498c4f895cbSJens Axboe 		}
4995274f052SJens Axboe 
500cbb7e577SJens Axboe 		*ppos += ret;
5015274f052SJens Axboe 		len -= ret;
5025274f052SJens Axboe 		spliced += ret;
5035274f052SJens Axboe 	}
5045274f052SJens Axboe 
5055274f052SJens Axboe 	if (spliced)
5065274f052SJens Axboe 		return spliced;
5075274f052SJens Axboe 
5085274f052SJens Axboe 	return ret;
5095274f052SJens Axboe }
5105274f052SJens Axboe 
511059a8f37SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(generic_file_splice_read);
512059a8f37SJens Axboe 
5135274f052SJens Axboe /*
5144f6f0bd2SJens Axboe  * Send 'sd->len' bytes to socket from 'sd->file' at position 'sd->pos'
515016b661eSJens Axboe  * using sendpage(). Return the number of bytes sent.
5165274f052SJens Axboe  */
51776ad4d11SJens Axboe static int pipe_to_sendpage(struct pipe_inode_info *pipe,
5185274f052SJens Axboe 			    struct pipe_buffer *buf, struct splice_desc *sd)
5195274f052SJens Axboe {
5205274f052SJens Axboe 	struct file *file = sd->file;
5215274f052SJens Axboe 	loff_t pos = sd->pos;
522f84d7519SJens Axboe 	int ret, more;
5235274f052SJens Axboe 
52476ad4d11SJens Axboe 	ret = buf->ops->pin(pipe, buf);
525f84d7519SJens Axboe 	if (!ret) {
526b2b39fa4SJens Axboe 		more = (sd->flags & SPLICE_F_MORE) || sd->len < sd->total_len;
5275274f052SJens Axboe 
528f84d7519SJens Axboe 		ret = file->f_op->sendpage(file, buf->page, buf->offset,
529f84d7519SJens Axboe 					   sd->len, &pos, more);
530f84d7519SJens Axboe 	}
5315274f052SJens Axboe 
532016b661eSJens Axboe 	return ret;
5335274f052SJens Axboe }
5345274f052SJens Axboe 
5355274f052SJens Axboe /*
5365274f052SJens Axboe  * This is a little more tricky than the file -> pipe splicing. There are
5375274f052SJens Axboe  * basically three cases:
5385274f052SJens Axboe  *
5395274f052SJens Axboe  *	- Destination page already exists in the address space and there
5405274f052SJens Axboe  *	  are users of it. For that case we have no other option that
5415274f052SJens Axboe  *	  copying the data. Tough luck.
5425274f052SJens Axboe  *	- Destination page already exists in the address space, but there
5435274f052SJens Axboe  *	  are no users of it. Make sure it's uptodate, then drop it. Fall
5445274f052SJens Axboe  *	  through to last case.
5455274f052SJens Axboe  *	- Destination page does not exist, we can add the pipe page to
5465274f052SJens Axboe  *	  the page cache and avoid the copy.
5475274f052SJens Axboe  *
54883f9135bSJens Axboe  * If asked to move pages to the output file (SPLICE_F_MOVE is set in
54983f9135bSJens Axboe  * sd->flags), we attempt to migrate pages from the pipe to the output
55083f9135bSJens Axboe  * file address space page cache. This is possible if no one else has
55183f9135bSJens Axboe  * the pipe page referenced outside of the pipe and page cache. If
55283f9135bSJens Axboe  * SPLICE_F_MOVE isn't set, or we cannot move the page, we simply create
55383f9135bSJens Axboe  * a new page in the output file page cache and fill/dirty that.
5545274f052SJens Axboe  */
55576ad4d11SJens Axboe static int pipe_to_file(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
5565274f052SJens Axboe 			struct splice_desc *sd)
5575274f052SJens Axboe {
5585274f052SJens Axboe 	struct file *file = sd->file;
5595274f052SJens Axboe 	struct address_space *mapping = file->f_mapping;
5603e7ee3e7SJens Axboe 	gfp_t gfp_mask = mapping_gfp_mask(mapping);
561016b661eSJens Axboe 	unsigned int offset, this_len;
5625274f052SJens Axboe 	struct page *page;
5635274f052SJens Axboe 	pgoff_t index;
5643e7ee3e7SJens Axboe 	int ret;
5655274f052SJens Axboe 
5665274f052SJens Axboe 	/*
56749d0b21bSJens Axboe 	 * make sure the data in this buffer is uptodate
5685274f052SJens Axboe 	 */
56976ad4d11SJens Axboe 	ret = buf->ops->pin(pipe, buf);
570f84d7519SJens Axboe 	if (unlikely(ret))
571f84d7519SJens Axboe 		return ret;
5725274f052SJens Axboe 
5735274f052SJens Axboe 	index = sd->pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
5745274f052SJens Axboe 	offset = sd->pos & ~PAGE_CACHE_MASK;
5755274f052SJens Axboe 
576016b661eSJens Axboe 	this_len = sd->len;
577016b661eSJens Axboe 	if (this_len + offset > PAGE_CACHE_SIZE)
578016b661eSJens Axboe 		this_len = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
579016b661eSJens Axboe 
5805abc97aaSJens Axboe 	/*
5810568b409SJens Axboe 	 * Reuse buf page, if SPLICE_F_MOVE is set and we are doing a full
5820568b409SJens Axboe 	 * page.
5835abc97aaSJens Axboe 	 */
5840568b409SJens Axboe 	if ((sd->flags & SPLICE_F_MOVE) && this_len == PAGE_CACHE_SIZE) {
58583f9135bSJens Axboe 		/*
5861432873aSJens Axboe 		 * If steal succeeds, buf->page is now pruned from the
5871432873aSJens Axboe 		 * pagecache and we can reuse it. The page will also be
5881432873aSJens Axboe 		 * locked on successful return.
58983f9135bSJens Axboe 		 */
59076ad4d11SJens Axboe 		if (buf->ops->steal(pipe, buf))
5915abc97aaSJens Axboe 			goto find_page;
5925abc97aaSJens Axboe 
5935abc97aaSJens Axboe 		page = buf->page;
59446e678c9SJens Axboe 		if (add_to_page_cache(page, mapping, index, gfp_mask)) {
59546e678c9SJens Axboe 			unlock_page(page);
5965abc97aaSJens Axboe 			goto find_page;
59746e678c9SJens Axboe 		}
5981432873aSJens Axboe 
5991432873aSJens Axboe 		page_cache_get(page);
6001432873aSJens Axboe 
6011432873aSJens Axboe 		if (!(buf->flags & PIPE_BUF_FLAG_LRU))
6021432873aSJens Axboe 			lru_cache_add(page);
6035abc97aaSJens Axboe 	} else {
6045274f052SJens Axboe find_page:
6059e0267c2SJens Axboe 		page = find_lock_page(mapping, index);
6069e0267c2SJens Axboe 		if (!page) {
6075274f052SJens Axboe 			ret = -ENOMEM;
6089e0267c2SJens Axboe 			page = page_cache_alloc_cold(mapping);
6099e0267c2SJens Axboe 			if (unlikely(!page))
6109aefe431SDave Jones 				goto out_nomem;
6115274f052SJens Axboe 
6125274f052SJens Axboe 			/*
6139e0267c2SJens Axboe 			 * This will also lock the page
6149e0267c2SJens Axboe 			 */
6159e0267c2SJens Axboe 			ret = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
6169e0267c2SJens Axboe 						    gfp_mask);
6179e0267c2SJens Axboe 			if (unlikely(ret))
6189e0267c2SJens Axboe 				goto out;
6199e0267c2SJens Axboe 		}
6209e0267c2SJens Axboe 
6219e0267c2SJens Axboe 		/*
6229e0267c2SJens Axboe 		 * We get here with the page locked. If the page is also
6239e0267c2SJens Axboe 		 * uptodate, we don't need to do more. If it isn't, we
6249e0267c2SJens Axboe 		 * may need to bring it in if we are not going to overwrite
6259e0267c2SJens Axboe 		 * the full page.
6265274f052SJens Axboe 		 */
6275274f052SJens Axboe 		if (!PageUptodate(page)) {
628016b661eSJens Axboe 			if (this_len < PAGE_CACHE_SIZE) {
6295274f052SJens Axboe 				ret = mapping->a_ops->readpage(file, page);
6305274f052SJens Axboe 				if (unlikely(ret))
6315274f052SJens Axboe 					goto out;
6325274f052SJens Axboe 
6335274f052SJens Axboe 				lock_page(page);
6345274f052SJens Axboe 
6355274f052SJens Axboe 				if (!PageUptodate(page)) {
6365274f052SJens Axboe 					/*
63773d62d83SIngo Molnar 					 * Page got invalidated, repeat.
6385274f052SJens Axboe 					 */
6395274f052SJens Axboe 					if (!page->mapping) {
6405274f052SJens Axboe 						unlock_page(page);
6415274f052SJens Axboe 						page_cache_release(page);
6425274f052SJens Axboe 						goto find_page;
6435274f052SJens Axboe 					}
6445274f052SJens Axboe 					ret = -EIO;
6455274f052SJens Axboe 					goto out;
6465274f052SJens Axboe 				}
6479e0267c2SJens Axboe 			} else
6485274f052SJens Axboe 				SetPageUptodate(page);
6495274f052SJens Axboe 		}
6505274f052SJens Axboe 	}
6515274f052SJens Axboe 
652016b661eSJens Axboe 	ret = mapping->a_ops->prepare_write(file, page, offset, offset+this_len);
653bfc4ee39SJens Axboe 	if (unlikely(ret)) {
654bfc4ee39SJens Axboe 		loff_t isize = i_size_read(mapping->host);
655bfc4ee39SJens Axboe 
656bfc4ee39SJens Axboe 		if (ret != AOP_TRUNCATED_PAGE)
657bfc4ee39SJens Axboe 			unlock_page(page);
6584f6f0bd2SJens Axboe 		page_cache_release(page);
659bfc4ee39SJens Axboe 		if (ret == AOP_TRUNCATED_PAGE)
6604f6f0bd2SJens Axboe 			goto find_page;
661bfc4ee39SJens Axboe 
662bfc4ee39SJens Axboe 		/*
663bfc4ee39SJens Axboe 		 * prepare_write() may have instantiated a few blocks
664bfc4ee39SJens Axboe 		 * outside i_size.  Trim these off again.
665bfc4ee39SJens Axboe 		 */
666bfc4ee39SJens Axboe 		if (sd->pos + this_len > isize)
667bfc4ee39SJens Axboe 			vmtruncate(mapping->host, isize);
668bfc4ee39SJens Axboe 
6695274f052SJens Axboe 		goto out;
670bfc4ee39SJens Axboe 	}
6715274f052SJens Axboe 
6720568b409SJens Axboe 	if (buf->page != page) {
673f84d7519SJens Axboe 		/*
674f84d7519SJens Axboe 		 * Careful, ->map() uses KM_USER0!
675f84d7519SJens Axboe 		 */
67676ad4d11SJens Axboe 		char *src = buf->ops->map(pipe, buf, 1);
677f84d7519SJens Axboe 		char *dst = kmap_atomic(page, KM_USER1);
6785abc97aaSJens Axboe 
679016b661eSJens Axboe 		memcpy(dst + offset, src + buf->offset, this_len);
6805274f052SJens Axboe 		flush_dcache_page(page);
681f84d7519SJens Axboe 		kunmap_atomic(dst, KM_USER1);
68276ad4d11SJens Axboe 		buf->ops->unmap(pipe, buf, src);
6835abc97aaSJens Axboe 	}
6845274f052SJens Axboe 
685016b661eSJens Axboe 	ret = mapping->a_ops->commit_write(file, page, offset, offset+this_len);
6860568b409SJens Axboe 	if (!ret) {
687016b661eSJens Axboe 		/*
6880568b409SJens Axboe 		 * Return the number of bytes written and mark page as
6890568b409SJens Axboe 		 * accessed, we are now done!
690016b661eSJens Axboe 		 */
691016b661eSJens Axboe 		ret = this_len;
692c7f21e4fSJens Axboe 		mark_page_accessed(page);
6934f6f0bd2SJens Axboe 		balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
6940568b409SJens Axboe 	} else if (ret == AOP_TRUNCATED_PAGE) {
6955274f052SJens Axboe 		page_cache_release(page);
6960568b409SJens Axboe 		goto find_page;
6970568b409SJens Axboe 	}
6980568b409SJens Axboe out:
6990568b409SJens Axboe 	page_cache_release(page);
7004f6f0bd2SJens Axboe 	unlock_page(page);
7019aefe431SDave Jones out_nomem:
7025274f052SJens Axboe 	return ret;
7035274f052SJens Axboe }
7045274f052SJens Axboe 
70583f9135bSJens Axboe /*
70683f9135bSJens Axboe  * Pipe input worker. Most of this logic works like a regular pipe, the
70783f9135bSJens Axboe  * key here is the 'actor' worker passed in that actually moves the data
70883f9135bSJens Axboe  * to the wanted destination. See pipe_to_file/pipe_to_sendpage above.
70983f9135bSJens Axboe  */
71000522fb4SJens Axboe ssize_t splice_from_pipe(struct pipe_inode_info *pipe, struct file *out,
711cbb7e577SJens Axboe 			 loff_t *ppos, size_t len, unsigned int flags,
7125274f052SJens Axboe 			 splice_actor *actor)
7135274f052SJens Axboe {
7145274f052SJens Axboe 	int ret, do_wakeup, err;
7155274f052SJens Axboe 	struct splice_desc sd;
7165274f052SJens Axboe 
7175274f052SJens Axboe 	ret = 0;
7185274f052SJens Axboe 	do_wakeup = 0;
7195274f052SJens Axboe 
7205274f052SJens Axboe 	sd.total_len = len;
7215274f052SJens Axboe 	sd.flags = flags;
7225274f052SJens Axboe 	sd.file = out;
723cbb7e577SJens Axboe 	sd.pos = *ppos;
7245274f052SJens Axboe 
7253a326a2cSIngo Molnar 	if (pipe->inode)
7263a326a2cSIngo Molnar 		mutex_lock(&pipe->inode->i_mutex);
7275274f052SJens Axboe 
7285274f052SJens Axboe 	for (;;) {
7296f767b04SJens Axboe 		if (pipe->nrbufs) {
7306f767b04SJens Axboe 			struct pipe_buffer *buf = pipe->bufs + pipe->curbuf;
7315274f052SJens Axboe 			struct pipe_buf_operations *ops = buf->ops;
7325274f052SJens Axboe 
7335274f052SJens Axboe 			sd.len = buf->len;
7345274f052SJens Axboe 			if (sd.len > sd.total_len)
7355274f052SJens Axboe 				sd.len = sd.total_len;
7365274f052SJens Axboe 
7373a326a2cSIngo Molnar 			err = actor(pipe, buf, &sd);
738016b661eSJens Axboe 			if (err <= 0) {
7395274f052SJens Axboe 				if (!ret && err != -ENODATA)
7405274f052SJens Axboe 					ret = err;
7415274f052SJens Axboe 
7425274f052SJens Axboe 				break;
7435274f052SJens Axboe 			}
7445274f052SJens Axboe 
745016b661eSJens Axboe 			ret += err;
746016b661eSJens Axboe 			buf->offset += err;
747016b661eSJens Axboe 			buf->len -= err;
748016b661eSJens Axboe 
749016b661eSJens Axboe 			sd.len -= err;
750016b661eSJens Axboe 			sd.pos += err;
751016b661eSJens Axboe 			sd.total_len -= err;
752016b661eSJens Axboe 			if (sd.len)
753016b661eSJens Axboe 				continue;
75473d62d83SIngo Molnar 
7555274f052SJens Axboe 			if (!buf->len) {
7565274f052SJens Axboe 				buf->ops = NULL;
7573a326a2cSIngo Molnar 				ops->release(pipe, buf);
7586f767b04SJens Axboe 				pipe->curbuf = (pipe->curbuf + 1) & (PIPE_BUFFERS - 1);
7596f767b04SJens Axboe 				pipe->nrbufs--;
7606f767b04SJens Axboe 				if (pipe->inode)
7615274f052SJens Axboe 					do_wakeup = 1;
7625274f052SJens Axboe 			}
7635274f052SJens Axboe 
7645274f052SJens Axboe 			if (!sd.total_len)
7655274f052SJens Axboe 				break;
7665274f052SJens Axboe 		}
7675274f052SJens Axboe 
7686f767b04SJens Axboe 		if (pipe->nrbufs)
7695274f052SJens Axboe 			continue;
7703a326a2cSIngo Molnar 		if (!pipe->writers)
7715274f052SJens Axboe 			break;
7723a326a2cSIngo Molnar 		if (!pipe->waiting_writers) {
7735274f052SJens Axboe 			if (ret)
7745274f052SJens Axboe 				break;
7755274f052SJens Axboe 		}
7765274f052SJens Axboe 
77729e35094SLinus Torvalds 		if (flags & SPLICE_F_NONBLOCK) {
77829e35094SLinus Torvalds 			if (!ret)
77929e35094SLinus Torvalds 				ret = -EAGAIN;
78029e35094SLinus Torvalds 			break;
78129e35094SLinus Torvalds 		}
78229e35094SLinus Torvalds 
7835274f052SJens Axboe 		if (signal_pending(current)) {
7845274f052SJens Axboe 			if (!ret)
7855274f052SJens Axboe 				ret = -ERESTARTSYS;
7865274f052SJens Axboe 			break;
7875274f052SJens Axboe 		}
7885274f052SJens Axboe 
7895274f052SJens Axboe 		if (do_wakeup) {
790c0bd1f65SJens Axboe 			smp_mb();
7913a326a2cSIngo Molnar 			if (waitqueue_active(&pipe->wait))
7923a326a2cSIngo Molnar 				wake_up_interruptible_sync(&pipe->wait);
7933a326a2cSIngo Molnar 			kill_fasync(&pipe->fasync_writers, SIGIO, POLL_OUT);
7945274f052SJens Axboe 			do_wakeup = 0;
7955274f052SJens Axboe 		}
7965274f052SJens Axboe 
7973a326a2cSIngo Molnar 		pipe_wait(pipe);
7985274f052SJens Axboe 	}
7995274f052SJens Axboe 
8003a326a2cSIngo Molnar 	if (pipe->inode)
8013a326a2cSIngo Molnar 		mutex_unlock(&pipe->inode->i_mutex);
8025274f052SJens Axboe 
8035274f052SJens Axboe 	if (do_wakeup) {
804c0bd1f65SJens Axboe 		smp_mb();
8053a326a2cSIngo Molnar 		if (waitqueue_active(&pipe->wait))
8063a326a2cSIngo Molnar 			wake_up_interruptible(&pipe->wait);
8073a326a2cSIngo Molnar 		kill_fasync(&pipe->fasync_writers, SIGIO, POLL_OUT);
8085274f052SJens Axboe 	}
8095274f052SJens Axboe 
8105274f052SJens Axboe 	return ret;
8115274f052SJens Axboe }
8125274f052SJens Axboe 
81383f9135bSJens Axboe /**
81483f9135bSJens Axboe  * generic_file_splice_write - splice data from a pipe to a file
8153a326a2cSIngo Molnar  * @pipe:	pipe info
81683f9135bSJens Axboe  * @out:	file to write to
81783f9135bSJens Axboe  * @len:	number of bytes to splice
81883f9135bSJens Axboe  * @flags:	splice modifier flags
81983f9135bSJens Axboe  *
82083f9135bSJens Axboe  * Will either move or copy pages (determined by @flags options) from
82183f9135bSJens Axboe  * the given pipe inode to the given file.
82283f9135bSJens Axboe  *
82383f9135bSJens Axboe  */
8243a326a2cSIngo Molnar ssize_t
8253a326a2cSIngo Molnar generic_file_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe, struct file *out,
826cbb7e577SJens Axboe 			  loff_t *ppos, size_t len, unsigned int flags)
8275274f052SJens Axboe {
8284f6f0bd2SJens Axboe 	struct address_space *mapping = out->f_mapping;
8293a326a2cSIngo Molnar 	ssize_t ret;
8303a326a2cSIngo Molnar 
83100522fb4SJens Axboe 	ret = splice_from_pipe(pipe, out, ppos, len, flags, pipe_to_file);
832a4514ebdSJens Axboe 	if (ret > 0) {
833a4514ebdSJens Axboe 		struct inode *inode = mapping->host;
834a4514ebdSJens Axboe 
835a4514ebdSJens Axboe 		*ppos += ret;
8364f6f0bd2SJens Axboe 
8374f6f0bd2SJens Axboe 		/*
838a4514ebdSJens Axboe 		 * If file or inode is SYNC and we actually wrote some data,
839a4514ebdSJens Axboe 		 * sync it.
8404f6f0bd2SJens Axboe 		 */
841a4514ebdSJens Axboe 		if (unlikely((out->f_flags & O_SYNC) || IS_SYNC(inode))) {
8424f6f0bd2SJens Axboe 			int err;
8434f6f0bd2SJens Axboe 
8444f6f0bd2SJens Axboe 			mutex_lock(&inode->i_mutex);
845a4514ebdSJens Axboe 			err = generic_osync_inode(inode, mapping,
8464f6f0bd2SJens Axboe 						  OSYNC_METADATA|OSYNC_DATA);
8474f6f0bd2SJens Axboe 			mutex_unlock(&inode->i_mutex);
8484f6f0bd2SJens Axboe 
8494f6f0bd2SJens Axboe 			if (err)
8504f6f0bd2SJens Axboe 				ret = err;
8514f6f0bd2SJens Axboe 		}
852a4514ebdSJens Axboe 	}
8534f6f0bd2SJens Axboe 
8544f6f0bd2SJens Axboe 	return ret;
8555274f052SJens Axboe }
8565274f052SJens Axboe 
857059a8f37SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(generic_file_splice_write);
858059a8f37SJens Axboe 
85983f9135bSJens Axboe /**
86083f9135bSJens Axboe  * generic_splice_sendpage - splice data from a pipe to a socket
86183f9135bSJens Axboe  * @inode:	pipe inode
86283f9135bSJens Axboe  * @out:	socket to write to
86383f9135bSJens Axboe  * @len:	number of bytes to splice
86483f9135bSJens Axboe  * @flags:	splice modifier flags
86583f9135bSJens Axboe  *
86683f9135bSJens Axboe  * Will send @len bytes from the pipe to a network socket. No data copying
86783f9135bSJens Axboe  * is involved.
86883f9135bSJens Axboe  *
86983f9135bSJens Axboe  */
8703a326a2cSIngo Molnar ssize_t generic_splice_sendpage(struct pipe_inode_info *pipe, struct file *out,
871cbb7e577SJens Axboe 				loff_t *ppos, size_t len, unsigned int flags)
8725274f052SJens Axboe {
87300522fb4SJens Axboe 	return splice_from_pipe(pipe, out, ppos, len, flags, pipe_to_sendpage);
8745274f052SJens Axboe }
8755274f052SJens Axboe 
876059a8f37SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(generic_splice_sendpage);
877a0f06780SJeff Garzik 
87883f9135bSJens Axboe /*
87983f9135bSJens Axboe  * Attempt to initiate a splice from pipe to file.
88083f9135bSJens Axboe  */
8813a326a2cSIngo Molnar static long do_splice_from(struct pipe_inode_info *pipe, struct file *out,
882cbb7e577SJens Axboe 			   loff_t *ppos, size_t len, unsigned int flags)
8835274f052SJens Axboe {
8845274f052SJens Axboe 	int ret;
8855274f052SJens Axboe 
88649570e9bSJens Axboe 	if (unlikely(!out->f_op || !out->f_op->splice_write))
8875274f052SJens Axboe 		return -EINVAL;
8885274f052SJens Axboe 
88949570e9bSJens Axboe 	if (unlikely(!(out->f_mode & FMODE_WRITE)))
8905274f052SJens Axboe 		return -EBADF;
8915274f052SJens Axboe 
892cbb7e577SJens Axboe 	ret = rw_verify_area(WRITE, out, ppos, len);
8935274f052SJens Axboe 	if (unlikely(ret < 0))
8945274f052SJens Axboe 		return ret;
8955274f052SJens Axboe 
896cbb7e577SJens Axboe 	return out->f_op->splice_write(pipe, out, ppos, len, flags);
8975274f052SJens Axboe }
8985274f052SJens Axboe 
89983f9135bSJens Axboe /*
90083f9135bSJens Axboe  * Attempt to initiate a splice from a file to a pipe.
90183f9135bSJens Axboe  */
902cbb7e577SJens Axboe static long do_splice_to(struct file *in, loff_t *ppos,
903cbb7e577SJens Axboe 			 struct pipe_inode_info *pipe, size_t len,
904cbb7e577SJens Axboe 			 unsigned int flags)
9055274f052SJens Axboe {
906cbb7e577SJens Axboe 	loff_t isize, left;
9075274f052SJens Axboe 	int ret;
9085274f052SJens Axboe 
90949570e9bSJens Axboe 	if (unlikely(!in->f_op || !in->f_op->splice_read))
9105274f052SJens Axboe 		return -EINVAL;
9115274f052SJens Axboe 
91249570e9bSJens Axboe 	if (unlikely(!(in->f_mode & FMODE_READ)))
9135274f052SJens Axboe 		return -EBADF;
9145274f052SJens Axboe 
915cbb7e577SJens Axboe 	ret = rw_verify_area(READ, in, ppos, len);
9165274f052SJens Axboe 	if (unlikely(ret < 0))
9175274f052SJens Axboe 		return ret;
9185274f052SJens Axboe 
9195274f052SJens Axboe 	isize = i_size_read(in->f_mapping->host);
920cbb7e577SJens Axboe 	if (unlikely(*ppos >= isize))
9215274f052SJens Axboe 		return 0;
9225274f052SJens Axboe 
923cbb7e577SJens Axboe 	left = isize - *ppos;
92449570e9bSJens Axboe 	if (unlikely(left < len))
9255274f052SJens Axboe 		len = left;
9265274f052SJens Axboe 
927cbb7e577SJens Axboe 	return in->f_op->splice_read(in, ppos, pipe, len, flags);
9285274f052SJens Axboe }
9295274f052SJens Axboe 
930cbb7e577SJens Axboe long do_splice_direct(struct file *in, loff_t *ppos, struct file *out,
931cbb7e577SJens Axboe 		      size_t len, unsigned int flags)
932b92ce558SJens Axboe {
933b92ce558SJens Axboe 	struct pipe_inode_info *pipe;
934b92ce558SJens Axboe 	long ret, bytes;
935cbb7e577SJens Axboe 	loff_t out_off;
936b92ce558SJens Axboe 	umode_t i_mode;
937b92ce558SJens Axboe 	int i;
938b92ce558SJens Axboe 
939b92ce558SJens Axboe 	/*
940b92ce558SJens Axboe 	 * We require the input being a regular file, as we don't want to
941b92ce558SJens Axboe 	 * randomly drop data for eg socket -> socket splicing. Use the
942b92ce558SJens Axboe 	 * piped splicing for that!
943b92ce558SJens Axboe 	 */
944b92ce558SJens Axboe 	i_mode = in->f_dentry->d_inode->i_mode;
945b92ce558SJens Axboe 	if (unlikely(!S_ISREG(i_mode) && !S_ISBLK(i_mode)))
946b92ce558SJens Axboe 		return -EINVAL;
947b92ce558SJens Axboe 
948b92ce558SJens Axboe 	/*
949b92ce558SJens Axboe 	 * neither in nor out is a pipe, setup an internal pipe attached to
950b92ce558SJens Axboe 	 * 'out' and transfer the wanted data from 'in' to 'out' through that
951b92ce558SJens Axboe 	 */
952b92ce558SJens Axboe 	pipe = current->splice_pipe;
95349570e9bSJens Axboe 	if (unlikely(!pipe)) {
954b92ce558SJens Axboe 		pipe = alloc_pipe_info(NULL);
955b92ce558SJens Axboe 		if (!pipe)
956b92ce558SJens Axboe 			return -ENOMEM;
957b92ce558SJens Axboe 
958b92ce558SJens Axboe 		/*
959b92ce558SJens Axboe 		 * We don't have an immediate reader, but we'll read the stuff
96000522fb4SJens Axboe 		 * out of the pipe right after the splice_to_pipe(). So set
961b92ce558SJens Axboe 		 * PIPE_READERS appropriately.
962b92ce558SJens Axboe 		 */
963b92ce558SJens Axboe 		pipe->readers = 1;
964b92ce558SJens Axboe 
965b92ce558SJens Axboe 		current->splice_pipe = pipe;
966b92ce558SJens Axboe 	}
967b92ce558SJens Axboe 
968b92ce558SJens Axboe 	/*
96973d62d83SIngo Molnar 	 * Do the splice.
970b92ce558SJens Axboe 	 */
971b92ce558SJens Axboe 	ret = 0;
972b92ce558SJens Axboe 	bytes = 0;
973cbb7e577SJens Axboe 	out_off = 0;
974b92ce558SJens Axboe 
975b92ce558SJens Axboe 	while (len) {
976b92ce558SJens Axboe 		size_t read_len, max_read_len;
977b92ce558SJens Axboe 
978b92ce558SJens Axboe 		/*
979b92ce558SJens Axboe 		 * Do at most PIPE_BUFFERS pages worth of transfer:
980b92ce558SJens Axboe 		 */
981b92ce558SJens Axboe 		max_read_len = min(len, (size_t)(PIPE_BUFFERS*PAGE_SIZE));
982b92ce558SJens Axboe 
983cbb7e577SJens Axboe 		ret = do_splice_to(in, ppos, pipe, max_read_len, flags);
984b92ce558SJens Axboe 		if (unlikely(ret < 0))
985b92ce558SJens Axboe 			goto out_release;
986b92ce558SJens Axboe 
987b92ce558SJens Axboe 		read_len = ret;
988b92ce558SJens Axboe 
989b92ce558SJens Axboe 		/*
990b92ce558SJens Axboe 		 * NOTE: nonblocking mode only applies to the input. We
991b92ce558SJens Axboe 		 * must not do the output in nonblocking mode as then we
992b92ce558SJens Axboe 		 * could get stuck data in the internal pipe:
993b92ce558SJens Axboe 		 */
994cbb7e577SJens Axboe 		ret = do_splice_from(pipe, out, &out_off, read_len,
995b92ce558SJens Axboe 				     flags & ~SPLICE_F_NONBLOCK);
996b92ce558SJens Axboe 		if (unlikely(ret < 0))
997b92ce558SJens Axboe 			goto out_release;
998b92ce558SJens Axboe 
999b92ce558SJens Axboe 		bytes += ret;
1000b92ce558SJens Axboe 		len -= ret;
1001b92ce558SJens Axboe 
1002b92ce558SJens Axboe 		/*
1003b92ce558SJens Axboe 		 * In nonblocking mode, if we got back a short read then
1004b92ce558SJens Axboe 		 * that was due to either an IO error or due to the
1005b92ce558SJens Axboe 		 * pagecache entry not being there. In the IO error case
1006b92ce558SJens Axboe 		 * the _next_ splice attempt will produce a clean IO error
1007b92ce558SJens Axboe 		 * return value (not a short read), so in both cases it's
1008b92ce558SJens Axboe 		 * correct to break out of the loop here:
1009b92ce558SJens Axboe 		 */
1010b92ce558SJens Axboe 		if ((flags & SPLICE_F_NONBLOCK) && (read_len < max_read_len))
1011b92ce558SJens Axboe 			break;
1012b92ce558SJens Axboe 	}
1013b92ce558SJens Axboe 
1014b92ce558SJens Axboe 	pipe->nrbufs = pipe->curbuf = 0;
1015b92ce558SJens Axboe 
1016b92ce558SJens Axboe 	return bytes;
1017b92ce558SJens Axboe 
1018b92ce558SJens Axboe out_release:
1019b92ce558SJens Axboe 	/*
1020b92ce558SJens Axboe 	 * If we did an incomplete transfer we must release
1021b92ce558SJens Axboe 	 * the pipe buffers in question:
1022b92ce558SJens Axboe 	 */
1023b92ce558SJens Axboe 	for (i = 0; i < PIPE_BUFFERS; i++) {
1024b92ce558SJens Axboe 		struct pipe_buffer *buf = pipe->bufs + i;
1025b92ce558SJens Axboe 
1026b92ce558SJens Axboe 		if (buf->ops) {
1027b92ce558SJens Axboe 			buf->ops->release(pipe, buf);
1028b92ce558SJens Axboe 			buf->ops = NULL;
1029b92ce558SJens Axboe 		}
1030b92ce558SJens Axboe 	}
1031b92ce558SJens Axboe 	pipe->nrbufs = pipe->curbuf = 0;
1032b92ce558SJens Axboe 
1033b92ce558SJens Axboe 	/*
1034b92ce558SJens Axboe 	 * If we transferred some data, return the number of bytes:
1035b92ce558SJens Axboe 	 */
1036b92ce558SJens Axboe 	if (bytes > 0)
1037b92ce558SJens Axboe 		return bytes;
1038b92ce558SJens Axboe 
1039b92ce558SJens Axboe 	return ret;
1040b92ce558SJens Axboe }
1041b92ce558SJens Axboe 
1042b92ce558SJens Axboe EXPORT_SYMBOL(do_splice_direct);
1043b92ce558SJens Axboe 
104483f9135bSJens Axboe /*
104583f9135bSJens Axboe  * Determine where to splice to/from.
104683f9135bSJens Axboe  */
1047529565dcSIngo Molnar static long do_splice(struct file *in, loff_t __user *off_in,
1048529565dcSIngo Molnar 		      struct file *out, loff_t __user *off_out,
1049529565dcSIngo Molnar 		      size_t len, unsigned int flags)
10505274f052SJens Axboe {
10513a326a2cSIngo Molnar 	struct pipe_inode_info *pipe;
1052cbb7e577SJens Axboe 	loff_t offset, *off;
1053a4514ebdSJens Axboe 	long ret;
10545274f052SJens Axboe 
10553a326a2cSIngo Molnar 	pipe = in->f_dentry->d_inode->i_pipe;
1056529565dcSIngo Molnar 	if (pipe) {
1057529565dcSIngo Molnar 		if (off_in)
1058529565dcSIngo Molnar 			return -ESPIPE;
1059b92ce558SJens Axboe 		if (off_out) {
1060b92ce558SJens Axboe 			if (out->f_op->llseek == no_llseek)
1061b92ce558SJens Axboe 				return -EINVAL;
1062cbb7e577SJens Axboe 			if (copy_from_user(&offset, off_out, sizeof(loff_t)))
1063b92ce558SJens Axboe 				return -EFAULT;
1064cbb7e577SJens Axboe 			off = &offset;
1065cbb7e577SJens Axboe 		} else
1066cbb7e577SJens Axboe 			off = &out->f_pos;
1067529565dcSIngo Molnar 
1068a4514ebdSJens Axboe 		ret = do_splice_from(pipe, out, off, len, flags);
1069a4514ebdSJens Axboe 
1070a4514ebdSJens Axboe 		if (off_out && copy_to_user(off_out, off, sizeof(loff_t)))
1071a4514ebdSJens Axboe 			ret = -EFAULT;
1072a4514ebdSJens Axboe 
1073a4514ebdSJens Axboe 		return ret;
1074529565dcSIngo Molnar 	}
10755274f052SJens Axboe 
10763a326a2cSIngo Molnar 	pipe = out->f_dentry->d_inode->i_pipe;
1077529565dcSIngo Molnar 	if (pipe) {
1078529565dcSIngo Molnar 		if (off_out)
1079529565dcSIngo Molnar 			return -ESPIPE;
1080b92ce558SJens Axboe 		if (off_in) {
1081b92ce558SJens Axboe 			if (in->f_op->llseek == no_llseek)
1082b92ce558SJens Axboe 				return -EINVAL;
1083cbb7e577SJens Axboe 			if (copy_from_user(&offset, off_in, sizeof(loff_t)))
1084b92ce558SJens Axboe 				return -EFAULT;
1085cbb7e577SJens Axboe 			off = &offset;
1086cbb7e577SJens Axboe 		} else
1087cbb7e577SJens Axboe 			off = &in->f_pos;
1088529565dcSIngo Molnar 
1089a4514ebdSJens Axboe 		ret = do_splice_to(in, off, pipe, len, flags);
1090a4514ebdSJens Axboe 
1091a4514ebdSJens Axboe 		if (off_in && copy_to_user(off_in, off, sizeof(loff_t)))
1092a4514ebdSJens Axboe 			ret = -EFAULT;
1093a4514ebdSJens Axboe 
1094a4514ebdSJens Axboe 		return ret;
1095529565dcSIngo Molnar 	}
10965274f052SJens Axboe 
10975274f052SJens Axboe 	return -EINVAL;
10985274f052SJens Axboe }
10995274f052SJens Axboe 
1100912d35f8SJens Axboe /*
1101912d35f8SJens Axboe  * Map an iov into an array of pages and offset/length tupples. With the
1102912d35f8SJens Axboe  * partial_page structure, we can map several non-contiguous ranges into
1103912d35f8SJens Axboe  * our ones pages[] map instead of splitting that operation into pieces.
1104912d35f8SJens Axboe  * Could easily be exported as a generic helper for other users, in which
1105912d35f8SJens Axboe  * case one would probably want to add a 'max_nr_pages' parameter as well.
1106912d35f8SJens Axboe  */
1107912d35f8SJens Axboe static int get_iovec_page_array(const struct iovec __user *iov,
1108912d35f8SJens Axboe 				unsigned int nr_vecs, struct page **pages,
11097afa6fd0SJens Axboe 				struct partial_page *partial, int aligned)
1110912d35f8SJens Axboe {
1111912d35f8SJens Axboe 	int buffers = 0, error = 0;
1112912d35f8SJens Axboe 
1113912d35f8SJens Axboe 	/*
1114912d35f8SJens Axboe 	 * It's ok to take the mmap_sem for reading, even
1115912d35f8SJens Axboe 	 * across a "get_user()".
1116912d35f8SJens Axboe 	 */
1117912d35f8SJens Axboe 	down_read(&current->mm->mmap_sem);
1118912d35f8SJens Axboe 
1119912d35f8SJens Axboe 	while (nr_vecs) {
1120912d35f8SJens Axboe 		unsigned long off, npages;
1121912d35f8SJens Axboe 		void __user *base;
1122912d35f8SJens Axboe 		size_t len;
1123912d35f8SJens Axboe 		int i;
1124912d35f8SJens Axboe 
1125912d35f8SJens Axboe 		/*
1126912d35f8SJens Axboe 		 * Get user address base and length for this iovec.
1127912d35f8SJens Axboe 		 */
1128912d35f8SJens Axboe 		error = get_user(base, &iov->iov_base);
1129912d35f8SJens Axboe 		if (unlikely(error))
1130912d35f8SJens Axboe 			break;
1131912d35f8SJens Axboe 		error = get_user(len, &iov->iov_len);
1132912d35f8SJens Axboe 		if (unlikely(error))
1133912d35f8SJens Axboe 			break;
1134912d35f8SJens Axboe 
1135912d35f8SJens Axboe 		/*
1136912d35f8SJens Axboe 		 * Sanity check this iovec. 0 read succeeds.
1137912d35f8SJens Axboe 		 */
1138912d35f8SJens Axboe 		if (unlikely(!len))
1139912d35f8SJens Axboe 			break;
1140912d35f8SJens Axboe 		error = -EFAULT;
1141912d35f8SJens Axboe 		if (unlikely(!base))
1142912d35f8SJens Axboe 			break;
1143912d35f8SJens Axboe 
1144912d35f8SJens Axboe 		/*
1145912d35f8SJens Axboe 		 * Get this base offset and number of pages, then map
1146912d35f8SJens Axboe 		 * in the user pages.
1147912d35f8SJens Axboe 		 */
1148912d35f8SJens Axboe 		off = (unsigned long) base & ~PAGE_MASK;
11497afa6fd0SJens Axboe 
11507afa6fd0SJens Axboe 		/*
11517afa6fd0SJens Axboe 		 * If asked for alignment, the offset must be zero and the
11527afa6fd0SJens Axboe 		 * length a multiple of the PAGE_SIZE.
11537afa6fd0SJens Axboe 		 */
11547afa6fd0SJens Axboe 		error = -EINVAL;
11557afa6fd0SJens Axboe 		if (aligned && (off || len & ~PAGE_MASK))
11567afa6fd0SJens Axboe 			break;
11577afa6fd0SJens Axboe 
1158912d35f8SJens Axboe 		npages = (off + len + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1159912d35f8SJens Axboe 		if (npages > PIPE_BUFFERS - buffers)
1160912d35f8SJens Axboe 			npages = PIPE_BUFFERS - buffers;
1161912d35f8SJens Axboe 
1162912d35f8SJens Axboe 		error = get_user_pages(current, current->mm,
1163912d35f8SJens Axboe 				       (unsigned long) base, npages, 0, 0,
1164912d35f8SJens Axboe 				       &pages[buffers], NULL);
1165912d35f8SJens Axboe 
1166912d35f8SJens Axboe 		if (unlikely(error <= 0))
1167912d35f8SJens Axboe 			break;
1168912d35f8SJens Axboe 
1169912d35f8SJens Axboe 		/*
1170912d35f8SJens Axboe 		 * Fill this contiguous range into the partial page map.
1171912d35f8SJens Axboe 		 */
1172912d35f8SJens Axboe 		for (i = 0; i < error; i++) {
11737591489aSJens Axboe 			const int plen = min_t(size_t, len, PAGE_SIZE - off);
1174912d35f8SJens Axboe 
1175912d35f8SJens Axboe 			partial[buffers].offset = off;
1176912d35f8SJens Axboe 			partial[buffers].len = plen;
1177912d35f8SJens Axboe 
1178912d35f8SJens Axboe 			off = 0;
1179912d35f8SJens Axboe 			len -= plen;
1180912d35f8SJens Axboe 			buffers++;
1181912d35f8SJens Axboe 		}
1182912d35f8SJens Axboe 
1183912d35f8SJens Axboe 		/*
1184912d35f8SJens Axboe 		 * We didn't complete this iov, stop here since it probably
1185912d35f8SJens Axboe 		 * means we have to move some of this into a pipe to
1186912d35f8SJens Axboe 		 * be able to continue.
1187912d35f8SJens Axboe 		 */
1188912d35f8SJens Axboe 		if (len)
1189912d35f8SJens Axboe 			break;
1190912d35f8SJens Axboe 
1191912d35f8SJens Axboe 		/*
1192912d35f8SJens Axboe 		 * Don't continue if we mapped fewer pages than we asked for,
1193912d35f8SJens Axboe 		 * or if we mapped the max number of pages that we have
1194912d35f8SJens Axboe 		 * room for.
1195912d35f8SJens Axboe 		 */
1196912d35f8SJens Axboe 		if (error < npages || buffers == PIPE_BUFFERS)
1197912d35f8SJens Axboe 			break;
1198912d35f8SJens Axboe 
1199912d35f8SJens Axboe 		nr_vecs--;
1200912d35f8SJens Axboe 		iov++;
1201912d35f8SJens Axboe 	}
1202912d35f8SJens Axboe 
1203912d35f8SJens Axboe 	up_read(&current->mm->mmap_sem);
1204912d35f8SJens Axboe 
1205912d35f8SJens Axboe 	if (buffers)
1206912d35f8SJens Axboe 		return buffers;
1207912d35f8SJens Axboe 
1208912d35f8SJens Axboe 	return error;
1209912d35f8SJens Axboe }
1210912d35f8SJens Axboe 
1211912d35f8SJens Axboe /*
1212912d35f8SJens Axboe  * vmsplice splices a user address range into a pipe. It can be thought of
1213912d35f8SJens Axboe  * as splice-from-memory, where the regular splice is splice-from-file (or
1214912d35f8SJens Axboe  * to file). In both cases the output is a pipe, naturally.
1215912d35f8SJens Axboe  *
1216912d35f8SJens Axboe  * Note that vmsplice only supports splicing _from_ user memory to a pipe,
1217912d35f8SJens Axboe  * not the other way around. Splicing from user memory is a simple operation
1218912d35f8SJens Axboe  * that can be supported without any funky alignment restrictions or nasty
1219912d35f8SJens Axboe  * vm tricks. We simply map in the user memory and fill them into a pipe.
1220912d35f8SJens Axboe  * The reverse isn't quite as easy, though. There are two possible solutions
1221912d35f8SJens Axboe  * for that:
1222912d35f8SJens Axboe  *
1223912d35f8SJens Axboe  *	- memcpy() the data internally, at which point we might as well just
1224912d35f8SJens Axboe  *	  do a regular read() on the buffer anyway.
1225912d35f8SJens Axboe  *	- Lots of nasty vm tricks, that are neither fast nor flexible (it
1226912d35f8SJens Axboe  *	  has restriction limitations on both ends of the pipe).
1227912d35f8SJens Axboe  *
1228912d35f8SJens Axboe  * Alas, it isn't here.
1229912d35f8SJens Axboe  *
1230912d35f8SJens Axboe  */
1231912d35f8SJens Axboe static long do_vmsplice(struct file *file, const struct iovec __user *iov,
1232912d35f8SJens Axboe 			unsigned long nr_segs, unsigned int flags)
1233912d35f8SJens Axboe {
1234912d35f8SJens Axboe 	struct pipe_inode_info *pipe = file->f_dentry->d_inode->i_pipe;
1235912d35f8SJens Axboe 	struct page *pages[PIPE_BUFFERS];
1236912d35f8SJens Axboe 	struct partial_page partial[PIPE_BUFFERS];
1237912d35f8SJens Axboe 	struct splice_pipe_desc spd = {
1238912d35f8SJens Axboe 		.pages = pages,
1239912d35f8SJens Axboe 		.partial = partial,
1240912d35f8SJens Axboe 		.flags = flags,
1241912d35f8SJens Axboe 		.ops = &user_page_pipe_buf_ops,
1242912d35f8SJens Axboe 	};
1243912d35f8SJens Axboe 
1244912d35f8SJens Axboe 	if (unlikely(!pipe))
1245912d35f8SJens Axboe 		return -EBADF;
1246912d35f8SJens Axboe 	if (unlikely(nr_segs > UIO_MAXIOV))
1247912d35f8SJens Axboe 		return -EINVAL;
1248912d35f8SJens Axboe 	else if (unlikely(!nr_segs))
1249912d35f8SJens Axboe 		return 0;
1250912d35f8SJens Axboe 
12517afa6fd0SJens Axboe 	spd.nr_pages = get_iovec_page_array(iov, nr_segs, pages, partial,
12527afa6fd0SJens Axboe 					    flags & SPLICE_F_GIFT);
1253912d35f8SJens Axboe 	if (spd.nr_pages <= 0)
1254912d35f8SJens Axboe 		return spd.nr_pages;
1255912d35f8SJens Axboe 
125600522fb4SJens Axboe 	return splice_to_pipe(pipe, &spd);
1257912d35f8SJens Axboe }
1258912d35f8SJens Axboe 
1259912d35f8SJens Axboe asmlinkage long sys_vmsplice(int fd, const struct iovec __user *iov,
1260912d35f8SJens Axboe 			     unsigned long nr_segs, unsigned int flags)
1261912d35f8SJens Axboe {
1262912d35f8SJens Axboe 	struct file *file;
1263912d35f8SJens Axboe 	long error;
1264912d35f8SJens Axboe 	int fput;
1265912d35f8SJens Axboe 
1266912d35f8SJens Axboe 	error = -EBADF;
1267912d35f8SJens Axboe 	file = fget_light(fd, &fput);
1268912d35f8SJens Axboe 	if (file) {
1269912d35f8SJens Axboe 		if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
1270912d35f8SJens Axboe 			error = do_vmsplice(file, iov, nr_segs, flags);
1271912d35f8SJens Axboe 
1272912d35f8SJens Axboe 		fput_light(file, fput);
1273912d35f8SJens Axboe 	}
1274912d35f8SJens Axboe 
1275912d35f8SJens Axboe 	return error;
1276912d35f8SJens Axboe }
1277912d35f8SJens Axboe 
1278529565dcSIngo Molnar asmlinkage long sys_splice(int fd_in, loff_t __user *off_in,
1279529565dcSIngo Molnar 			   int fd_out, loff_t __user *off_out,
1280529565dcSIngo Molnar 			   size_t len, unsigned int flags)
12815274f052SJens Axboe {
12825274f052SJens Axboe 	long error;
12835274f052SJens Axboe 	struct file *in, *out;
12845274f052SJens Axboe 	int fput_in, fput_out;
12855274f052SJens Axboe 
12865274f052SJens Axboe 	if (unlikely(!len))
12875274f052SJens Axboe 		return 0;
12885274f052SJens Axboe 
12895274f052SJens Axboe 	error = -EBADF;
1290529565dcSIngo Molnar 	in = fget_light(fd_in, &fput_in);
12915274f052SJens Axboe 	if (in) {
12925274f052SJens Axboe 		if (in->f_mode & FMODE_READ) {
1293529565dcSIngo Molnar 			out = fget_light(fd_out, &fput_out);
12945274f052SJens Axboe 			if (out) {
12955274f052SJens Axboe 				if (out->f_mode & FMODE_WRITE)
1296529565dcSIngo Molnar 					error = do_splice(in, off_in,
1297529565dcSIngo Molnar 							  out, off_out,
1298529565dcSIngo Molnar 							  len, flags);
12995274f052SJens Axboe 				fput_light(out, fput_out);
13005274f052SJens Axboe 			}
13015274f052SJens Axboe 		}
13025274f052SJens Axboe 
13035274f052SJens Axboe 		fput_light(in, fput_in);
13045274f052SJens Axboe 	}
13055274f052SJens Axboe 
13065274f052SJens Axboe 	return error;
13075274f052SJens Axboe }
130870524490SJens Axboe 
130970524490SJens Axboe /*
1310aadd06e5SJens Axboe  * Make sure there's data to read. Wait for input if we can, otherwise
1311aadd06e5SJens Axboe  * return an appropriate error.
1312aadd06e5SJens Axboe  */
1313aadd06e5SJens Axboe static int link_ipipe_prep(struct pipe_inode_info *pipe, unsigned int flags)
1314aadd06e5SJens Axboe {
1315aadd06e5SJens Axboe 	int ret;
1316aadd06e5SJens Axboe 
1317aadd06e5SJens Axboe 	/*
1318aadd06e5SJens Axboe 	 * Check ->nrbufs without the inode lock first. This function
1319aadd06e5SJens Axboe 	 * is speculative anyways, so missing one is ok.
1320aadd06e5SJens Axboe 	 */
1321aadd06e5SJens Axboe 	if (pipe->nrbufs)
1322aadd06e5SJens Axboe 		return 0;
1323aadd06e5SJens Axboe 
1324aadd06e5SJens Axboe 	ret = 0;
1325aadd06e5SJens Axboe 	mutex_lock(&pipe->inode->i_mutex);
1326aadd06e5SJens Axboe 
1327aadd06e5SJens Axboe 	while (!pipe->nrbufs) {
1328aadd06e5SJens Axboe 		if (signal_pending(current)) {
1329aadd06e5SJens Axboe 			ret = -ERESTARTSYS;
1330aadd06e5SJens Axboe 			break;
1331aadd06e5SJens Axboe 		}
1332aadd06e5SJens Axboe 		if (!pipe->writers)
1333aadd06e5SJens Axboe 			break;
1334aadd06e5SJens Axboe 		if (!pipe->waiting_writers) {
1335aadd06e5SJens Axboe 			if (flags & SPLICE_F_NONBLOCK) {
1336aadd06e5SJens Axboe 				ret = -EAGAIN;
1337aadd06e5SJens Axboe 				break;
1338aadd06e5SJens Axboe 			}
1339aadd06e5SJens Axboe 		}
1340aadd06e5SJens Axboe 		pipe_wait(pipe);
1341aadd06e5SJens Axboe 	}
1342aadd06e5SJens Axboe 
1343aadd06e5SJens Axboe 	mutex_unlock(&pipe->inode->i_mutex);
1344aadd06e5SJens Axboe 	return ret;
1345aadd06e5SJens Axboe }
1346aadd06e5SJens Axboe 
1347aadd06e5SJens Axboe /*
1348aadd06e5SJens Axboe  * Make sure there's writeable room. Wait for room if we can, otherwise
1349aadd06e5SJens Axboe  * return an appropriate error.
1350aadd06e5SJens Axboe  */
1351aadd06e5SJens Axboe static int link_opipe_prep(struct pipe_inode_info *pipe, unsigned int flags)
1352aadd06e5SJens Axboe {
1353aadd06e5SJens Axboe 	int ret;
1354aadd06e5SJens Axboe 
1355aadd06e5SJens Axboe 	/*
1356aadd06e5SJens Axboe 	 * Check ->nrbufs without the inode lock first. This function
1357aadd06e5SJens Axboe 	 * is speculative anyways, so missing one is ok.
1358aadd06e5SJens Axboe 	 */
1359aadd06e5SJens Axboe 	if (pipe->nrbufs < PIPE_BUFFERS)
1360aadd06e5SJens Axboe 		return 0;
1361aadd06e5SJens Axboe 
1362aadd06e5SJens Axboe 	ret = 0;
1363aadd06e5SJens Axboe 	mutex_lock(&pipe->inode->i_mutex);
1364aadd06e5SJens Axboe 
1365aadd06e5SJens Axboe 	while (pipe->nrbufs >= PIPE_BUFFERS) {
1366aadd06e5SJens Axboe 		if (!pipe->readers) {
1367aadd06e5SJens Axboe 			send_sig(SIGPIPE, current, 0);
1368aadd06e5SJens Axboe 			ret = -EPIPE;
1369aadd06e5SJens Axboe 			break;
1370aadd06e5SJens Axboe 		}
1371aadd06e5SJens Axboe 		if (flags & SPLICE_F_NONBLOCK) {
1372aadd06e5SJens Axboe 			ret = -EAGAIN;
1373aadd06e5SJens Axboe 			break;
1374aadd06e5SJens Axboe 		}
1375aadd06e5SJens Axboe 		if (signal_pending(current)) {
1376aadd06e5SJens Axboe 			ret = -ERESTARTSYS;
1377aadd06e5SJens Axboe 			break;
1378aadd06e5SJens Axboe 		}
1379aadd06e5SJens Axboe 		pipe->waiting_writers++;
1380aadd06e5SJens Axboe 		pipe_wait(pipe);
1381aadd06e5SJens Axboe 		pipe->waiting_writers--;
1382aadd06e5SJens Axboe 	}
1383aadd06e5SJens Axboe 
1384aadd06e5SJens Axboe 	mutex_unlock(&pipe->inode->i_mutex);
1385aadd06e5SJens Axboe 	return ret;
1386aadd06e5SJens Axboe }
1387aadd06e5SJens Axboe 
1388aadd06e5SJens Axboe /*
138970524490SJens Axboe  * Link contents of ipipe to opipe.
139070524490SJens Axboe  */
139170524490SJens Axboe static int link_pipe(struct pipe_inode_info *ipipe,
139270524490SJens Axboe 		     struct pipe_inode_info *opipe,
139370524490SJens Axboe 		     size_t len, unsigned int flags)
139470524490SJens Axboe {
139570524490SJens Axboe 	struct pipe_buffer *ibuf, *obuf;
1396aadd06e5SJens Axboe 	int ret = 0, i = 0, nbuf;
139770524490SJens Axboe 
139870524490SJens Axboe 	/*
139970524490SJens Axboe 	 * Potential ABBA deadlock, work around it by ordering lock
140070524490SJens Axboe 	 * grabbing by inode address. Otherwise two different processes
140170524490SJens Axboe 	 * could deadlock (one doing tee from A -> B, the other from B -> A).
140270524490SJens Axboe 	 */
140370524490SJens Axboe 	if (ipipe->inode < opipe->inode) {
1404aadd06e5SJens Axboe 		mutex_lock_nested(&ipipe->inode->i_mutex, I_MUTEX_PARENT);
1405aadd06e5SJens Axboe 		mutex_lock_nested(&opipe->inode->i_mutex, I_MUTEX_CHILD);
140670524490SJens Axboe 	} else {
1407aadd06e5SJens Axboe 		mutex_lock_nested(&opipe->inode->i_mutex, I_MUTEX_PARENT);
1408aadd06e5SJens Axboe 		mutex_lock_nested(&ipipe->inode->i_mutex, I_MUTEX_CHILD);
140970524490SJens Axboe 	}
141070524490SJens Axboe 
1411aadd06e5SJens Axboe 	do {
141270524490SJens Axboe 		if (!opipe->readers) {
141370524490SJens Axboe 			send_sig(SIGPIPE, current, 0);
141470524490SJens Axboe 			if (!ret)
141570524490SJens Axboe 				ret = -EPIPE;
141670524490SJens Axboe 			break;
141770524490SJens Axboe 		}
141870524490SJens Axboe 
141970524490SJens Axboe 		/*
1420aadd06e5SJens Axboe 		 * If we have iterated all input buffers or ran out of
1421aadd06e5SJens Axboe 		 * output room, break.
142270524490SJens Axboe 		 */
1423aadd06e5SJens Axboe 		if (i >= ipipe->nrbufs || opipe->nrbufs >= PIPE_BUFFERS)
1424aadd06e5SJens Axboe 			break;
1425aadd06e5SJens Axboe 
1426aadd06e5SJens Axboe 		ibuf = ipipe->bufs + ((ipipe->curbuf + i) & (PIPE_BUFFERS - 1));
1427aadd06e5SJens Axboe 		nbuf = (opipe->curbuf + opipe->nrbufs) & (PIPE_BUFFERS - 1);
142870524490SJens Axboe 
142970524490SJens Axboe 		/*
143070524490SJens Axboe 		 * Get a reference to this pipe buffer,
143170524490SJens Axboe 		 * so we can copy the contents over.
143270524490SJens Axboe 		 */
143370524490SJens Axboe 		ibuf->ops->get(ipipe, ibuf);
143470524490SJens Axboe 
143570524490SJens Axboe 		obuf = opipe->bufs + nbuf;
143670524490SJens Axboe 		*obuf = *ibuf;
143770524490SJens Axboe 
14387afa6fd0SJens Axboe 		/*
14397afa6fd0SJens Axboe 		 * Don't inherit the gift flag, we need to
14407afa6fd0SJens Axboe 		 * prevent multiple steals of this page.
14417afa6fd0SJens Axboe 		 */
14427afa6fd0SJens Axboe 		obuf->flags &= ~PIPE_BUF_FLAG_GIFT;
14437afa6fd0SJens Axboe 
144470524490SJens Axboe 		if (obuf->len > len)
144570524490SJens Axboe 			obuf->len = len;
144670524490SJens Axboe 
144770524490SJens Axboe 		opipe->nrbufs++;
144870524490SJens Axboe 		ret += obuf->len;
144970524490SJens Axboe 		len -= obuf->len;
1450aadd06e5SJens Axboe 		i++;
1451aadd06e5SJens Axboe 	} while (len);
145270524490SJens Axboe 
145370524490SJens Axboe 	mutex_unlock(&ipipe->inode->i_mutex);
145470524490SJens Axboe 	mutex_unlock(&opipe->inode->i_mutex);
145570524490SJens Axboe 
1456aadd06e5SJens Axboe 	/*
1457aadd06e5SJens Axboe 	 * If we put data in the output pipe, wakeup any potential readers.
1458aadd06e5SJens Axboe 	 */
1459aadd06e5SJens Axboe 	if (ret > 0) {
146070524490SJens Axboe 		smp_mb();
146170524490SJens Axboe 		if (waitqueue_active(&opipe->wait))
146270524490SJens Axboe 			wake_up_interruptible(&opipe->wait);
146370524490SJens Axboe 		kill_fasync(&opipe->fasync_readers, SIGIO, POLL_IN);
146470524490SJens Axboe 	}
146570524490SJens Axboe 
146670524490SJens Axboe 	return ret;
146770524490SJens Axboe }
146870524490SJens Axboe 
146970524490SJens Axboe /*
147070524490SJens Axboe  * This is a tee(1) implementation that works on pipes. It doesn't copy
147170524490SJens Axboe  * any data, it simply references the 'in' pages on the 'out' pipe.
147270524490SJens Axboe  * The 'flags' used are the SPLICE_F_* variants, currently the only
147370524490SJens Axboe  * applicable one is SPLICE_F_NONBLOCK.
147470524490SJens Axboe  */
147570524490SJens Axboe static long do_tee(struct file *in, struct file *out, size_t len,
147670524490SJens Axboe 		   unsigned int flags)
147770524490SJens Axboe {
147870524490SJens Axboe 	struct pipe_inode_info *ipipe = in->f_dentry->d_inode->i_pipe;
147970524490SJens Axboe 	struct pipe_inode_info *opipe = out->f_dentry->d_inode->i_pipe;
1480aadd06e5SJens Axboe 	int ret = -EINVAL;
148170524490SJens Axboe 
148270524490SJens Axboe 	/*
1483aadd06e5SJens Axboe 	 * Duplicate the contents of ipipe to opipe without actually
1484aadd06e5SJens Axboe 	 * copying the data.
148570524490SJens Axboe 	 */
1486aadd06e5SJens Axboe 	if (ipipe && opipe && ipipe != opipe) {
1487aadd06e5SJens Axboe 		/*
1488aadd06e5SJens Axboe 		 * Keep going, unless we encounter an error. The ipipe/opipe
1489aadd06e5SJens Axboe 		 * ordering doesn't really matter.
1490aadd06e5SJens Axboe 		 */
1491aadd06e5SJens Axboe 		ret = link_ipipe_prep(ipipe, flags);
1492aadd06e5SJens Axboe 		if (!ret) {
1493aadd06e5SJens Axboe 			ret = link_opipe_prep(opipe, flags);
1494aadd06e5SJens Axboe 			if (!ret) {
1495aadd06e5SJens Axboe 				ret = link_pipe(ipipe, opipe, len, flags);
1496aadd06e5SJens Axboe 				if (!ret && (flags & SPLICE_F_NONBLOCK))
1497aadd06e5SJens Axboe 					ret = -EAGAIN;
1498aadd06e5SJens Axboe 			}
1499aadd06e5SJens Axboe 		}
1500aadd06e5SJens Axboe 	}
150170524490SJens Axboe 
1502aadd06e5SJens Axboe 	return ret;
150370524490SJens Axboe }
150470524490SJens Axboe 
150570524490SJens Axboe asmlinkage long sys_tee(int fdin, int fdout, size_t len, unsigned int flags)
150670524490SJens Axboe {
150770524490SJens Axboe 	struct file *in;
150870524490SJens Axboe 	int error, fput_in;
150970524490SJens Axboe 
151070524490SJens Axboe 	if (unlikely(!len))
151170524490SJens Axboe 		return 0;
151270524490SJens Axboe 
151370524490SJens Axboe 	error = -EBADF;
151470524490SJens Axboe 	in = fget_light(fdin, &fput_in);
151570524490SJens Axboe 	if (in) {
151670524490SJens Axboe 		if (in->f_mode & FMODE_READ) {
151770524490SJens Axboe 			int fput_out;
151870524490SJens Axboe 			struct file *out = fget_light(fdout, &fput_out);
151970524490SJens Axboe 
152070524490SJens Axboe 			if (out) {
152170524490SJens Axboe 				if (out->f_mode & FMODE_WRITE)
152270524490SJens Axboe 					error = do_tee(in, out, len, flags);
152370524490SJens Axboe 				fput_light(out, fput_out);
152470524490SJens Axboe 			}
152570524490SJens Axboe 		}
152670524490SJens Axboe  		fput_light(in, fput_in);
152770524490SJens Axboe  	}
152870524490SJens Axboe 
152970524490SJens Axboe 	return error;
153070524490SJens Axboe }
1531