xref: /openbmc/linux/io_uring/kbuf.c (revision 09f75200)
13b77495aSJens Axboe // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
23b77495aSJens Axboe #include <linux/kernel.h>
33b77495aSJens Axboe #include <linux/errno.h>
43b77495aSJens Axboe #include <linux/fs.h>
53b77495aSJens Axboe #include <linux/file.h>
63b77495aSJens Axboe #include <linux/mm.h>
73b77495aSJens Axboe #include <linux/slab.h>
83b77495aSJens Axboe #include <linux/namei.h>
93b77495aSJens Axboe #include <linux/poll.h>
103b77495aSJens Axboe #include <linux/io_uring.h>
113b77495aSJens Axboe 
123b77495aSJens Axboe #include <uapi/linux/io_uring.h>
133b77495aSJens Axboe 
143b77495aSJens Axboe #include "io_uring.h"
153b77495aSJens Axboe #include "opdef.h"
163b77495aSJens Axboe #include "kbuf.h"
173b77495aSJens Axboe 
183b77495aSJens Axboe #define IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_uring_buf))
193b77495aSJens Axboe 
203b77495aSJens Axboe #define BGID_ARRAY	64
213b77495aSJens Axboe 
2246484864SGabriel Krisman Bertazi /* BIDs are addressed by a 16-bit field in a CQE */
2346484864SGabriel Krisman Bertazi #define MAX_BIDS_PER_BGID (1 << 16)
2446484864SGabriel Krisman Bertazi 
253b77495aSJens Axboe struct io_provide_buf {
263b77495aSJens Axboe 	struct file			*file;
273b77495aSJens Axboe 	__u64				addr;
283b77495aSJens Axboe 	__u32				len;
293b77495aSJens Axboe 	__u32				bgid;
3046484864SGabriel Krisman Bertazi 	__u32				nbufs;
313b77495aSJens Axboe 	__u16				bid;
323b77495aSJens Axboe };
333b77495aSJens Axboe 
34*09f75200SJens Axboe static struct io_buffer_list *__io_buffer_get_list(struct io_ring_ctx *ctx,
35*09f75200SJens Axboe 						   struct io_buffer_list *bl,
36*09f75200SJens Axboe 						   unsigned int bgid)
37*09f75200SJens Axboe {
38*09f75200SJens Axboe 	if (bl && bgid < BGID_ARRAY)
39*09f75200SJens Axboe 		return &bl[bgid];
40*09f75200SJens Axboe 
41*09f75200SJens Axboe 	return xa_load(&ctx->io_bl_xa, bgid);
42*09f75200SJens Axboe }
43*09f75200SJens Axboe 
443b77495aSJens Axboe static inline struct io_buffer_list *io_buffer_get_list(struct io_ring_ctx *ctx,
453b77495aSJens Axboe 							unsigned int bgid)
463b77495aSJens Axboe {
47*09f75200SJens Axboe 	lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
483b77495aSJens Axboe 
49*09f75200SJens Axboe 	return __io_buffer_get_list(ctx, ctx->io_bl, bgid);
503b77495aSJens Axboe }
513b77495aSJens Axboe 
52024b8fdeSHao Xu static int io_buffer_add_list(struct io_ring_ctx *ctx,
53024b8fdeSHao Xu 			      struct io_buffer_list *bl, unsigned int bgid)
54024b8fdeSHao Xu {
55*09f75200SJens Axboe 	/*
56*09f75200SJens Axboe 	 * Store buffer group ID and finally mark the list as visible.
57*09f75200SJens Axboe 	 * The normal lookup doesn't care about the visibility as we're
58*09f75200SJens Axboe 	 * always under the ->uring_lock, but the RCU lookup from mmap does.
59*09f75200SJens Axboe 	 */
60024b8fdeSHao Xu 	bl->bgid = bgid;
61*09f75200SJens Axboe 	smp_store_release(&bl->is_ready, 1);
62*09f75200SJens Axboe 
63024b8fdeSHao Xu 	if (bgid < BGID_ARRAY)
64024b8fdeSHao Xu 		return 0;
65024b8fdeSHao Xu 
66024b8fdeSHao Xu 	return xa_err(xa_store(&ctx->io_bl_xa, bgid, bl, GFP_KERNEL));
67024b8fdeSHao Xu }
68024b8fdeSHao Xu 
69024b8fdeSHao Xu void io_kbuf_recycle_legacy(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
703b77495aSJens Axboe {
713b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
723b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
733b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
743b77495aSJens Axboe 
753b77495aSJens Axboe 	/*
76024b8fdeSHao Xu 	 * For legacy provided buffer mode, don't recycle if we already did
77024b8fdeSHao Xu 	 * IO to this buffer. For ring-mapped provided buffer mode, we should
78024b8fdeSHao Xu 	 * increment ring->head to explicitly monopolize the buffer to avoid
79024b8fdeSHao Xu 	 * multiple use.
80024b8fdeSHao Xu 	 */
81024b8fdeSHao Xu 	if (req->flags & REQ_F_PARTIAL_IO)
82024b8fdeSHao Xu 		return;
83024b8fdeSHao Xu 
84024b8fdeSHao Xu 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
85024b8fdeSHao Xu 
86024b8fdeSHao Xu 	buf = req->kbuf;
87024b8fdeSHao Xu 	bl = io_buffer_get_list(ctx, buf->bgid);
88024b8fdeSHao Xu 	list_add(&buf->list, &bl->buf_list);
89024b8fdeSHao Xu 	req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
90024b8fdeSHao Xu 	req->buf_index = buf->bgid;
91024b8fdeSHao Xu 
92024b8fdeSHao Xu 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
93024b8fdeSHao Xu 	return;
94024b8fdeSHao Xu }
95024b8fdeSHao Xu 
9653ccf69bSPavel Begunkov unsigned int __io_put_kbuf(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
9753ccf69bSPavel Begunkov {
9853ccf69bSPavel Begunkov 	unsigned int cflags;
9953ccf69bSPavel Begunkov 
10053ccf69bSPavel Begunkov 	/*
10153ccf69bSPavel Begunkov 	 * We can add this buffer back to two lists:
10253ccf69bSPavel Begunkov 	 *
10353ccf69bSPavel Begunkov 	 * 1) The io_buffers_cache list. This one is protected by the
10453ccf69bSPavel Begunkov 	 *    ctx->uring_lock. If we already hold this lock, add back to this
10553ccf69bSPavel Begunkov 	 *    list as we can grab it from issue as well.
10653ccf69bSPavel Begunkov 	 * 2) The io_buffers_comp list. This one is protected by the
10753ccf69bSPavel Begunkov 	 *    ctx->completion_lock.
10853ccf69bSPavel Begunkov 	 *
10953ccf69bSPavel Begunkov 	 * We migrate buffers from the comp_list to the issue cache list
11053ccf69bSPavel Begunkov 	 * when we need one.
11153ccf69bSPavel Begunkov 	 */
11253ccf69bSPavel Begunkov 	if (req->flags & REQ_F_BUFFER_RING) {
11353ccf69bSPavel Begunkov 		/* no buffers to recycle for this case */
11453ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, NULL);
11553ccf69bSPavel Begunkov 	} else if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) {
11653ccf69bSPavel Begunkov 		struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
11753ccf69bSPavel Begunkov 
11853ccf69bSPavel Begunkov 		spin_lock(&ctx->completion_lock);
11953ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, &ctx->io_buffers_comp);
12053ccf69bSPavel Begunkov 		spin_unlock(&ctx->completion_lock);
12153ccf69bSPavel Begunkov 	} else {
12253ccf69bSPavel Begunkov 		lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
12353ccf69bSPavel Begunkov 
12453ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, &req->ctx->io_buffers_cache);
12553ccf69bSPavel Begunkov 	}
12653ccf69bSPavel Begunkov 	return cflags;
12753ccf69bSPavel Begunkov }
12853ccf69bSPavel Begunkov 
1293b77495aSJens Axboe static void __user *io_provided_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1303b77495aSJens Axboe 					      struct io_buffer_list *bl)
1313b77495aSJens Axboe {
1323b77495aSJens Axboe 	if (!list_empty(&bl->buf_list)) {
1333b77495aSJens Axboe 		struct io_buffer *kbuf;
1343b77495aSJens Axboe 
1353b77495aSJens Axboe 		kbuf = list_first_entry(&bl->buf_list, struct io_buffer, list);
1363b77495aSJens Axboe 		list_del(&kbuf->list);
137b8c01559SDylan Yudaken 		if (*len == 0 || *len > kbuf->len)
1383b77495aSJens Axboe 			*len = kbuf->len;
1393b77495aSJens Axboe 		req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
1403b77495aSJens Axboe 		req->kbuf = kbuf;
1413b77495aSJens Axboe 		req->buf_index = kbuf->bid;
1423b77495aSJens Axboe 		return u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
1433b77495aSJens Axboe 	}
1443b77495aSJens Axboe 	return NULL;
1453b77495aSJens Axboe }
1463b77495aSJens Axboe 
1473b77495aSJens Axboe static void __user *io_ring_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1483b77495aSJens Axboe 					  struct io_buffer_list *bl,
1493b77495aSJens Axboe 					  unsigned int issue_flags)
1503b77495aSJens Axboe {
1513b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_ring *br = bl->buf_ring;
1523b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf *buf;
1533b77495aSJens Axboe 	__u16 head = bl->head;
1543b77495aSJens Axboe 
1553b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(smp_load_acquire(&br->tail) == head))
1563b77495aSJens Axboe 		return NULL;
1573b77495aSJens Axboe 
1583b77495aSJens Axboe 	head &= bl->mask;
159c56e022cSJens Axboe 	/* mmaped buffers are always contig */
160c56e022cSJens Axboe 	if (bl->is_mmap || head < IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE) {
1613b77495aSJens Axboe 		buf = &br->bufs[head];
1623b77495aSJens Axboe 	} else {
1633b77495aSJens Axboe 		int off = head & (IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE - 1);
1643b77495aSJens Axboe 		int index = head / IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE;
1653b77495aSJens Axboe 		buf = page_address(bl->buf_pages[index]);
1663b77495aSJens Axboe 		buf += off;
1673b77495aSJens Axboe 	}
168b8c01559SDylan Yudaken 	if (*len == 0 || *len > buf->len)
1693b77495aSJens Axboe 		*len = buf->len;
1703b77495aSJens Axboe 	req->flags |= REQ_F_BUFFER_RING;
1713b77495aSJens Axboe 	req->buf_list = bl;
1723b77495aSJens Axboe 	req->buf_index = buf->bid;
1733b77495aSJens Axboe 
1743b77495aSJens Axboe 	if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED || !file_can_poll(req->file)) {
1753b77495aSJens Axboe 		/*
1763b77495aSJens Axboe 		 * If we came in unlocked, we have no choice but to consume the
177f09c8643SHao Xu 		 * buffer here, otherwise nothing ensures that the buffer won't
178f09c8643SHao Xu 		 * get used by others. This does mean it'll be pinned until the
179f09c8643SHao Xu 		 * IO completes, coming in unlocked means we're being called from
180f09c8643SHao Xu 		 * io-wq context and there may be further retries in async hybrid
181f09c8643SHao Xu 		 * mode. For the locked case, the caller must call commit when
182f09c8643SHao Xu 		 * the transfer completes (or if we get -EAGAIN and must poll of
183f09c8643SHao Xu 		 * retry).
1843b77495aSJens Axboe 		 */
1853b77495aSJens Axboe 		req->buf_list = NULL;
1863b77495aSJens Axboe 		bl->head++;
1873b77495aSJens Axboe 	}
1883b77495aSJens Axboe 	return u64_to_user_ptr(buf->addr);
1893b77495aSJens Axboe }
1903b77495aSJens Axboe 
1913b77495aSJens Axboe void __user *io_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1923b77495aSJens Axboe 			      unsigned int issue_flags)
1933b77495aSJens Axboe {
1943b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1953b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
1963b77495aSJens Axboe 	void __user *ret = NULL;
1973b77495aSJens Axboe 
1983b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(req->ctx, issue_flags);
1993b77495aSJens Axboe 
2003b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, req->buf_index);
2013b77495aSJens Axboe 	if (likely(bl)) {
20225a2c188SJens Axboe 		if (bl->is_mapped)
2033b77495aSJens Axboe 			ret = io_ring_buffer_select(req, len, bl, issue_flags);
2043b77495aSJens Axboe 		else
2053b77495aSJens Axboe 			ret = io_provided_buffer_select(req, len, bl);
2063b77495aSJens Axboe 	}
2073b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_unlock(req->ctx, issue_flags);
2083b77495aSJens Axboe 	return ret;
2093b77495aSJens Axboe }
2103b77495aSJens Axboe 
2113b77495aSJens Axboe static __cold int io_init_bl_list(struct io_ring_ctx *ctx)
2123b77495aSJens Axboe {
213*09f75200SJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
2143b77495aSJens Axboe 	int i;
2153b77495aSJens Axboe 
216*09f75200SJens Axboe 	bl = kcalloc(BGID_ARRAY, sizeof(struct io_buffer_list), GFP_KERNEL);
217*09f75200SJens Axboe 	if (!bl)
2183b77495aSJens Axboe 		return -ENOMEM;
2193b77495aSJens Axboe 
2203b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) {
221*09f75200SJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl[i].buf_list);
222*09f75200SJens Axboe 		bl[i].bgid = i;
2233b77495aSJens Axboe 	}
2243b77495aSJens Axboe 
225*09f75200SJens Axboe 	smp_store_release(&ctx->io_bl, bl);
2263b77495aSJens Axboe 	return 0;
2273b77495aSJens Axboe }
2283b77495aSJens Axboe 
2293b77495aSJens Axboe static int __io_remove_buffers(struct io_ring_ctx *ctx,
2303b77495aSJens Axboe 			       struct io_buffer_list *bl, unsigned nbufs)
2313b77495aSJens Axboe {
2323b77495aSJens Axboe 	unsigned i = 0;
2333b77495aSJens Axboe 
2343b77495aSJens Axboe 	/* shouldn't happen */
2353b77495aSJens Axboe 	if (!nbufs)
2363b77495aSJens Axboe 		return 0;
2373b77495aSJens Axboe 
238c56e022cSJens Axboe 	if (bl->is_mapped) {
239c56e022cSJens Axboe 		i = bl->buf_ring->tail - bl->head;
240c56e022cSJens Axboe 		if (bl->is_mmap) {
24199a9e0b8SMatthew Wilcox (Oracle) 			folio_put(virt_to_folio(bl->buf_ring));
242c56e022cSJens Axboe 			bl->buf_ring = NULL;
243c56e022cSJens Axboe 			bl->is_mmap = 0;
244c56e022cSJens Axboe 		} else if (bl->buf_nr_pages) {
2453b77495aSJens Axboe 			int j;
2463b77495aSJens Axboe 
2473b77495aSJens Axboe 			for (j = 0; j < bl->buf_nr_pages; j++)
2483b77495aSJens Axboe 				unpin_user_page(bl->buf_pages[j]);
2493b77495aSJens Axboe 			kvfree(bl->buf_pages);
2503b77495aSJens Axboe 			bl->buf_pages = NULL;
2513b77495aSJens Axboe 			bl->buf_nr_pages = 0;
252c56e022cSJens Axboe 		}
2533b77495aSJens Axboe 		/* make sure it's seen as empty */
2543b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl->buf_list);
25525a2c188SJens Axboe 		bl->is_mapped = 0;
2563b77495aSJens Axboe 		return i;
2573b77495aSJens Axboe 	}
2583b77495aSJens Axboe 
259b4a72c05SWojciech Lukowicz 	/* protects io_buffers_cache */
260b4a72c05SWojciech Lukowicz 	lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
261b4a72c05SWojciech Lukowicz 
2623b77495aSJens Axboe 	while (!list_empty(&bl->buf_list)) {
2633b77495aSJens Axboe 		struct io_buffer *nxt;
2643b77495aSJens Axboe 
2653b77495aSJens Axboe 		nxt = list_first_entry(&bl->buf_list, struct io_buffer, list);
266b4a72c05SWojciech Lukowicz 		list_move(&nxt->list, &ctx->io_buffers_cache);
2673b77495aSJens Axboe 		if (++i == nbufs)
2683b77495aSJens Axboe 			return i;
2693b77495aSJens Axboe 		cond_resched();
2703b77495aSJens Axboe 	}
2713b77495aSJens Axboe 
2723b77495aSJens Axboe 	return i;
2733b77495aSJens Axboe }
2743b77495aSJens Axboe 
2753b77495aSJens Axboe void io_destroy_buffers(struct io_ring_ctx *ctx)
2763b77495aSJens Axboe {
2773b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
2783b77495aSJens Axboe 	unsigned long index;
2793b77495aSJens Axboe 	int i;
2803b77495aSJens Axboe 
2813b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) {
2823b77495aSJens Axboe 		if (!ctx->io_bl)
2833b77495aSJens Axboe 			break;
2843b77495aSJens Axboe 		__io_remove_buffers(ctx, &ctx->io_bl[i], -1U);
2853b77495aSJens Axboe 	}
2863b77495aSJens Axboe 
2873b77495aSJens Axboe 	xa_for_each(&ctx->io_bl_xa, index, bl) {
2883b77495aSJens Axboe 		xa_erase(&ctx->io_bl_xa, bl->bgid);
2893b77495aSJens Axboe 		__io_remove_buffers(ctx, bl, -1U);
290*09f75200SJens Axboe 		kfree_rcu(bl, rcu);
2913b77495aSJens Axboe 	}
2923b77495aSJens Axboe 
2933b77495aSJens Axboe 	while (!list_empty(&ctx->io_buffers_pages)) {
2943b77495aSJens Axboe 		struct page *page;
2953b77495aSJens Axboe 
2963b77495aSJens Axboe 		page = list_first_entry(&ctx->io_buffers_pages, struct page, lru);
2973b77495aSJens Axboe 		list_del_init(&page->lru);
2983b77495aSJens Axboe 		__free_page(page);
2993b77495aSJens Axboe 	}
3003b77495aSJens Axboe }
3013b77495aSJens Axboe 
3023b77495aSJens Axboe int io_remove_buffers_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3033b77495aSJens Axboe {
304f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
3053b77495aSJens Axboe 	u64 tmp;
3063b77495aSJens Axboe 
3073b77495aSJens Axboe 	if (sqe->rw_flags || sqe->addr || sqe->len || sqe->off ||
3083b77495aSJens Axboe 	    sqe->splice_fd_in)
3093b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
3103b77495aSJens Axboe 
3113b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
31246484864SGabriel Krisman Bertazi 	if (!tmp || tmp > MAX_BIDS_PER_BGID)
3133b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
3143b77495aSJens Axboe 
3153b77495aSJens Axboe 	memset(p, 0, sizeof(*p));
3163b77495aSJens Axboe 	p->nbufs = tmp;
3173b77495aSJens Axboe 	p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3183b77495aSJens Axboe 	return 0;
3193b77495aSJens Axboe }
3203b77495aSJens Axboe 
3213b77495aSJens Axboe int io_remove_buffers(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
3223b77495aSJens Axboe {
323f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
3243b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3253b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
3263b77495aSJens Axboe 	int ret = 0;
3273b77495aSJens Axboe 
3283b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
3293b77495aSJens Axboe 
3303b77495aSJens Axboe 	ret = -ENOENT;
3313b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, p->bgid);
3323b77495aSJens Axboe 	if (bl) {
3333b77495aSJens Axboe 		ret = -EINVAL;
3343b77495aSJens Axboe 		/* can't use provide/remove buffers command on mapped buffers */
33525a2c188SJens Axboe 		if (!bl->is_mapped)
3363b77495aSJens Axboe 			ret = __io_remove_buffers(ctx, bl, p->nbufs);
3373b77495aSJens Axboe 	}
338c3b49093SPavel Begunkov 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
3393b77495aSJens Axboe 	if (ret < 0)
3403b77495aSJens Axboe 		req_set_fail(req);
3413b77495aSJens Axboe 	io_req_set_res(req, ret, 0);
342c3b49093SPavel Begunkov 	return IOU_OK;
3433b77495aSJens Axboe }
3443b77495aSJens Axboe 
3453b77495aSJens Axboe int io_provide_buffers_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3463b77495aSJens Axboe {
3473b77495aSJens Axboe 	unsigned long size, tmp_check;
348f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
3493b77495aSJens Axboe 	u64 tmp;
3503b77495aSJens Axboe 
3513b77495aSJens Axboe 	if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
3523b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
3533b77495aSJens Axboe 
3543b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
35546484864SGabriel Krisman Bertazi 	if (!tmp || tmp > MAX_BIDS_PER_BGID)
3563b77495aSJens Axboe 		return -E2BIG;
3573b77495aSJens Axboe 	p->nbufs = tmp;
3583b77495aSJens Axboe 	p->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3593b77495aSJens Axboe 	p->len = READ_ONCE(sqe->len);
3603b77495aSJens Axboe 
3613b77495aSJens Axboe 	if (check_mul_overflow((unsigned long)p->len, (unsigned long)p->nbufs,
3623b77495aSJens Axboe 				&size))
3633b77495aSJens Axboe 		return -EOVERFLOW;
3643b77495aSJens Axboe 	if (check_add_overflow((unsigned long)p->addr, size, &tmp_check))
3653b77495aSJens Axboe 		return -EOVERFLOW;
3663b77495aSJens Axboe 
3673b77495aSJens Axboe 	size = (unsigned long)p->len * p->nbufs;
3683b77495aSJens Axboe 	if (!access_ok(u64_to_user_ptr(p->addr), size))
3693b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
3703b77495aSJens Axboe 
3713b77495aSJens Axboe 	p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3723b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->off);
3733b77495aSJens Axboe 	if (tmp > USHRT_MAX)
3743b77495aSJens Axboe 		return -E2BIG;
37546484864SGabriel Krisman Bertazi 	if (tmp + p->nbufs > MAX_BIDS_PER_BGID)
3763851d25cSJens Axboe 		return -EINVAL;
3773b77495aSJens Axboe 	p->bid = tmp;
3783b77495aSJens Axboe 	return 0;
3793b77495aSJens Axboe }
3803b77495aSJens Axboe 
3813b77495aSJens Axboe static int io_refill_buffer_cache(struct io_ring_ctx *ctx)
3823b77495aSJens Axboe {
3833b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
3843b77495aSJens Axboe 	struct page *page;
3853b77495aSJens Axboe 	int bufs_in_page;
3863b77495aSJens Axboe 
3873b77495aSJens Axboe 	/*
3883b77495aSJens Axboe 	 * Completions that don't happen inline (eg not under uring_lock) will
3893b77495aSJens Axboe 	 * add to ->io_buffers_comp. If we don't have any free buffers, check
3903b77495aSJens Axboe 	 * the completion list and splice those entries first.
3913b77495aSJens Axboe 	 */
3923b77495aSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&ctx->io_buffers_comp)) {
3933b77495aSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->completion_lock);
3943b77495aSJens Axboe 		if (!list_empty(&ctx->io_buffers_comp)) {
3953b77495aSJens Axboe 			list_splice_init(&ctx->io_buffers_comp,
3963b77495aSJens Axboe 						&ctx->io_buffers_cache);
3973b77495aSJens Axboe 			spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3983b77495aSJens Axboe 			return 0;
3993b77495aSJens Axboe 		}
4003b77495aSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->completion_lock);
4013b77495aSJens Axboe 	}
4023b77495aSJens Axboe 
4033b77495aSJens Axboe 	/*
4043b77495aSJens Axboe 	 * No free buffers and no completion entries either. Allocate a new
4053b77495aSJens Axboe 	 * page worth of buffer entries and add those to our freelist.
4063b77495aSJens Axboe 	 */
4073b77495aSJens Axboe 	page = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
4083b77495aSJens Axboe 	if (!page)
4093b77495aSJens Axboe 		return -ENOMEM;
4103b77495aSJens Axboe 
4113b77495aSJens Axboe 	list_add(&page->lru, &ctx->io_buffers_pages);
4123b77495aSJens Axboe 
4133b77495aSJens Axboe 	buf = page_address(page);
4143b77495aSJens Axboe 	bufs_in_page = PAGE_SIZE / sizeof(*buf);
4153b77495aSJens Axboe 	while (bufs_in_page) {
4163b77495aSJens Axboe 		list_add_tail(&buf->list, &ctx->io_buffers_cache);
4173b77495aSJens Axboe 		buf++;
4183b77495aSJens Axboe 		bufs_in_page--;
4193b77495aSJens Axboe 	}
4203b77495aSJens Axboe 
4213b77495aSJens Axboe 	return 0;
4223b77495aSJens Axboe }
4233b77495aSJens Axboe 
4243b77495aSJens Axboe static int io_add_buffers(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_provide_buf *pbuf,
4253b77495aSJens Axboe 			  struct io_buffer_list *bl)
4263b77495aSJens Axboe {
4273b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
4283b77495aSJens Axboe 	u64 addr = pbuf->addr;
4293b77495aSJens Axboe 	int i, bid = pbuf->bid;
4303b77495aSJens Axboe 
4313b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < pbuf->nbufs; i++) {
4323b77495aSJens Axboe 		if (list_empty(&ctx->io_buffers_cache) &&
4333b77495aSJens Axboe 		    io_refill_buffer_cache(ctx))
4343b77495aSJens Axboe 			break;
4353b77495aSJens Axboe 		buf = list_first_entry(&ctx->io_buffers_cache, struct io_buffer,
4363b77495aSJens Axboe 					list);
4373b77495aSJens Axboe 		list_move_tail(&buf->list, &bl->buf_list);
4383b77495aSJens Axboe 		buf->addr = addr;
4393b77495aSJens Axboe 		buf->len = min_t(__u32, pbuf->len, MAX_RW_COUNT);
4403b77495aSJens Axboe 		buf->bid = bid;
4413b77495aSJens Axboe 		buf->bgid = pbuf->bgid;
4423b77495aSJens Axboe 		addr += pbuf->len;
4433b77495aSJens Axboe 		bid++;
4443b77495aSJens Axboe 		cond_resched();
4453b77495aSJens Axboe 	}
4463b77495aSJens Axboe 
4473b77495aSJens Axboe 	return i ? 0 : -ENOMEM;
4483b77495aSJens Axboe }
4493b77495aSJens Axboe 
4503b77495aSJens Axboe int io_provide_buffers(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
4513b77495aSJens Axboe {
452f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
4533b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4543b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
4553b77495aSJens Axboe 	int ret = 0;
4563b77495aSJens Axboe 
4573b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
4583b77495aSJens Axboe 
4593b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(p->bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) {
4603b77495aSJens Axboe 		ret = io_init_bl_list(ctx);
4613b77495aSJens Axboe 		if (ret)
4623b77495aSJens Axboe 			goto err;
4633b77495aSJens Axboe 	}
4643b77495aSJens Axboe 
4653b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, p->bgid);
4663b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(!bl)) {
467cc18cc5eSPavel Begunkov 		bl = kzalloc(sizeof(*bl), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
4683b77495aSJens Axboe 		if (!bl) {
4693b77495aSJens Axboe 			ret = -ENOMEM;
4703b77495aSJens Axboe 			goto err;
4713b77495aSJens Axboe 		}
4723b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl->buf_list);
4733b77495aSJens Axboe 		ret = io_buffer_add_list(ctx, bl, p->bgid);
4743b77495aSJens Axboe 		if (ret) {
475*09f75200SJens Axboe 			/*
476*09f75200SJens Axboe 			 * Doesn't need rcu free as it was never visible, but
477*09f75200SJens Axboe 			 * let's keep it consistent throughout. Also can't
478*09f75200SJens Axboe 			 * be a lower indexed array group, as adding one
479*09f75200SJens Axboe 			 * where lookup failed cannot happen.
480*09f75200SJens Axboe 			 */
481*09f75200SJens Axboe 			if (p->bgid >= BGID_ARRAY)
482*09f75200SJens Axboe 				kfree_rcu(bl, rcu);
483*09f75200SJens Axboe 			else
484*09f75200SJens Axboe 				WARN_ON_ONCE(1);
4853b77495aSJens Axboe 			goto err;
4863b77495aSJens Axboe 		}
4873b77495aSJens Axboe 	}
4883b77495aSJens Axboe 	/* can't add buffers via this command for a mapped buffer ring */
48925a2c188SJens Axboe 	if (bl->is_mapped) {
4903b77495aSJens Axboe 		ret = -EINVAL;
4913b77495aSJens Axboe 		goto err;
4923b77495aSJens Axboe 	}
4933b77495aSJens Axboe 
4943b77495aSJens Axboe 	ret = io_add_buffers(ctx, p, bl);
4953b77495aSJens Axboe err:
496c3b49093SPavel Begunkov 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
497c3b49093SPavel Begunkov 
4983b77495aSJens Axboe 	if (ret < 0)
4993b77495aSJens Axboe 		req_set_fail(req);
5003b77495aSJens Axboe 	io_req_set_res(req, ret, 0);
501c3b49093SPavel Begunkov 	return IOU_OK;
5023b77495aSJens Axboe }
5033b77495aSJens Axboe 
504ba56b632SJens Axboe static int io_pin_pbuf_ring(struct io_uring_buf_reg *reg,
505ba56b632SJens Axboe 			    struct io_buffer_list *bl)
5063b77495aSJens Axboe {
5073b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_ring *br;
5083b77495aSJens Axboe 	struct page **pages;
509f8024f1fSJens Axboe 	int i, nr_pages;
5103b77495aSJens Axboe 
511ba56b632SJens Axboe 	pages = io_pin_pages(reg->ring_addr,
512ba56b632SJens Axboe 			     flex_array_size(br, bufs, reg->ring_entries),
513ba56b632SJens Axboe 			     &nr_pages);
514ba56b632SJens Axboe 	if (IS_ERR(pages))
515ba56b632SJens Axboe 		return PTR_ERR(pages);
516ba56b632SJens Axboe 
517f8024f1fSJens Axboe 	/*
518f8024f1fSJens Axboe 	 * Apparently some 32-bit boxes (ARM) will return highmem pages,
519f8024f1fSJens Axboe 	 * which then need to be mapped. We could support that, but it'd
520f8024f1fSJens Axboe 	 * complicate the code and slowdown the common cases quite a bit.
521f8024f1fSJens Axboe 	 * So just error out, returning -EINVAL just like we did on kernels
522f8024f1fSJens Axboe 	 * that didn't support mapped buffer rings.
523f8024f1fSJens Axboe 	 */
524f8024f1fSJens Axboe 	for (i = 0; i < nr_pages; i++)
525f8024f1fSJens Axboe 		if (PageHighMem(pages[i]))
526f8024f1fSJens Axboe 			goto error_unpin;
527f8024f1fSJens Axboe 
528ba56b632SJens Axboe 	br = page_address(pages[0]);
529fcb46c0cSJens Axboe #ifdef SHM_COLOUR
530fcb46c0cSJens Axboe 	/*
531fcb46c0cSJens Axboe 	 * On platforms that have specific aliasing requirements, SHM_COLOUR
532fcb46c0cSJens Axboe 	 * is set and we must guarantee that the kernel and user side align
533fcb46c0cSJens Axboe 	 * nicely. We cannot do that if IOU_PBUF_RING_MMAP isn't set and
534fcb46c0cSJens Axboe 	 * the application mmap's the provided ring buffer. Fail the request
535fcb46c0cSJens Axboe 	 * if we, by chance, don't end up with aligned addresses. The app
536fcb46c0cSJens Axboe 	 * should use IOU_PBUF_RING_MMAP instead, and liburing will handle
537fcb46c0cSJens Axboe 	 * this transparently.
538fcb46c0cSJens Axboe 	 */
539f8024f1fSJens Axboe 	if ((reg->ring_addr | (unsigned long) br) & (SHM_COLOUR - 1))
540f8024f1fSJens Axboe 		goto error_unpin;
541fcb46c0cSJens Axboe #endif
542ba56b632SJens Axboe 	bl->buf_pages = pages;
543ba56b632SJens Axboe 	bl->buf_nr_pages = nr_pages;
544ba56b632SJens Axboe 	bl->buf_ring = br;
54525a2c188SJens Axboe 	bl->is_mapped = 1;
546c56e022cSJens Axboe 	bl->is_mmap = 0;
547c56e022cSJens Axboe 	return 0;
548f8024f1fSJens Axboe error_unpin:
549f8024f1fSJens Axboe 	for (i = 0; i < nr_pages; i++)
550f8024f1fSJens Axboe 		unpin_user_page(pages[i]);
551f8024f1fSJens Axboe 	kvfree(pages);
552f8024f1fSJens Axboe 	return -EINVAL;
553c56e022cSJens Axboe }
554c56e022cSJens Axboe 
555c56e022cSJens Axboe static int io_alloc_pbuf_ring(struct io_uring_buf_reg *reg,
556c56e022cSJens Axboe 			      struct io_buffer_list *bl)
557c56e022cSJens Axboe {
558c56e022cSJens Axboe 	gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
559c56e022cSJens Axboe 	size_t ring_size;
560c56e022cSJens Axboe 	void *ptr;
561c56e022cSJens Axboe 
562c56e022cSJens Axboe 	ring_size = reg->ring_entries * sizeof(struct io_uring_buf_ring);
563c56e022cSJens Axboe 	ptr = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(ring_size));
564c56e022cSJens Axboe 	if (!ptr)
565c56e022cSJens Axboe 		return -ENOMEM;
566c56e022cSJens Axboe 
567c56e022cSJens Axboe 	bl->buf_ring = ptr;
568c56e022cSJens Axboe 	bl->is_mapped = 1;
569c56e022cSJens Axboe 	bl->is_mmap = 1;
570ba56b632SJens Axboe 	return 0;
571ba56b632SJens Axboe }
572ba56b632SJens Axboe 
573ba56b632SJens Axboe int io_register_pbuf_ring(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
574ba56b632SJens Axboe {
575ba56b632SJens Axboe 	struct io_uring_buf_reg reg;
576ba56b632SJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl, *free_bl = NULL;
577ba56b632SJens Axboe 	int ret;
578ba56b632SJens Axboe 
579*09f75200SJens Axboe 	lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
580*09f75200SJens Axboe 
5813b77495aSJens Axboe 	if (copy_from_user(&reg, arg, sizeof(reg)))
5823b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
5833b77495aSJens Axboe 
58481cf17cdSJens Axboe 	if (reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2])
5853b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
586c56e022cSJens Axboe 	if (reg.flags & ~IOU_PBUF_RING_MMAP)
5873b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
588c56e022cSJens Axboe 	if (!(reg.flags & IOU_PBUF_RING_MMAP)) {
5893b77495aSJens Axboe 		if (!reg.ring_addr)
5903b77495aSJens Axboe 			return -EFAULT;
5913b77495aSJens Axboe 		if (reg.ring_addr & ~PAGE_MASK)
5923b77495aSJens Axboe 			return -EINVAL;
593c56e022cSJens Axboe 	} else {
594c56e022cSJens Axboe 		if (reg.ring_addr)
595c56e022cSJens Axboe 			return -EINVAL;
596c56e022cSJens Axboe 	}
597c56e022cSJens Axboe 
5983b77495aSJens Axboe 	if (!is_power_of_2(reg.ring_entries))
5993b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
6003b77495aSJens Axboe 
6013b77495aSJens Axboe 	/* cannot disambiguate full vs empty due to head/tail size */
6023b77495aSJens Axboe 	if (reg.ring_entries >= 65536)
6033b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
6043b77495aSJens Axboe 
6053b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(reg.bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) {
6063b77495aSJens Axboe 		int ret = io_init_bl_list(ctx);
6073b77495aSJens Axboe 		if (ret)
6083b77495aSJens Axboe 			return ret;
6093b77495aSJens Axboe 	}
6103b77495aSJens Axboe 
6113b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid);
6123b77495aSJens Axboe 	if (bl) {
6133b77495aSJens Axboe 		/* if mapped buffer ring OR classic exists, don't allow */
61425a2c188SJens Axboe 		if (bl->is_mapped || !list_empty(&bl->buf_list))
6153b77495aSJens Axboe 			return -EEXIST;
6163b77495aSJens Axboe 	} else {
6173b77495aSJens Axboe 		free_bl = bl = kzalloc(sizeof(*bl), GFP_KERNEL);
6183b77495aSJens Axboe 		if (!bl)
6193b77495aSJens Axboe 			return -ENOMEM;
6203b77495aSJens Axboe 	}
6213b77495aSJens Axboe 
622c56e022cSJens Axboe 	if (!(reg.flags & IOU_PBUF_RING_MMAP))
623ba56b632SJens Axboe 		ret = io_pin_pbuf_ring(&reg, bl);
624c56e022cSJens Axboe 	else
625c56e022cSJens Axboe 		ret = io_alloc_pbuf_ring(&reg, bl);
6263b77495aSJens Axboe 
627c56e022cSJens Axboe 	if (!ret) {
6283b77495aSJens Axboe 		bl->nr_entries = reg.ring_entries;
6293b77495aSJens Axboe 		bl->mask = reg.ring_entries - 1;
630ba56b632SJens Axboe 
6313b77495aSJens Axboe 		io_buffer_add_list(ctx, bl, reg.bgid);
6323b77495aSJens Axboe 		return 0;
6333b77495aSJens Axboe 	}
6343b77495aSJens Axboe 
635*09f75200SJens Axboe 	kfree_rcu(free_bl, rcu);
636c56e022cSJens Axboe 	return ret;
637c56e022cSJens Axboe }
638c56e022cSJens Axboe 
6393b77495aSJens Axboe int io_unregister_pbuf_ring(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
6403b77495aSJens Axboe {
6413b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_reg reg;
6423b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
6433b77495aSJens Axboe 
644*09f75200SJens Axboe 	lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
645*09f75200SJens Axboe 
6463b77495aSJens Axboe 	if (copy_from_user(&reg, arg, sizeof(reg)))
6473b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
64881cf17cdSJens Axboe 	if (reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2])
64981cf17cdSJens Axboe 		return -EINVAL;
65081cf17cdSJens Axboe 	if (reg.flags)
6513b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
6523b77495aSJens Axboe 
6533b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid);
6543b77495aSJens Axboe 	if (!bl)
6553b77495aSJens Axboe 		return -ENOENT;
65625a2c188SJens Axboe 	if (!bl->is_mapped)
6573b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
6583b77495aSJens Axboe 
6593b77495aSJens Axboe 	__io_remove_buffers(ctx, bl, -1U);
6603b77495aSJens Axboe 	if (bl->bgid >= BGID_ARRAY) {
6613b77495aSJens Axboe 		xa_erase(&ctx->io_bl_xa, bl->bgid);
662*09f75200SJens Axboe 		kfree_rcu(bl, rcu);
6633b77495aSJens Axboe 	}
6643b77495aSJens Axboe 	return 0;
6653b77495aSJens Axboe }
666c56e022cSJens Axboe 
667c56e022cSJens Axboe void *io_pbuf_get_address(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long bgid)
668c56e022cSJens Axboe {
669c56e022cSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
670c56e022cSJens Axboe 
671*09f75200SJens Axboe 	bl = __io_buffer_get_list(ctx, smp_load_acquire(&ctx->io_bl), bgid);
672*09f75200SJens Axboe 
673*09f75200SJens Axboe 	/*
674*09f75200SJens Axboe 	 * Ensure the list is fully setup. Only strictly needed for RCU lookup
675*09f75200SJens Axboe 	 * via mmap, and in that case only for the array indexed groups. For
676*09f75200SJens Axboe 	 * the xarray lookups, it's either visible and ready, or not at all.
677*09f75200SJens Axboe 	 */
678*09f75200SJens Axboe 	if (!smp_load_acquire(&bl->is_ready))
679*09f75200SJens Axboe 		return NULL;
680c56e022cSJens Axboe 	if (!bl || !bl->is_mmap)
681c56e022cSJens Axboe 		return NULL;
682c56e022cSJens Axboe 
683c56e022cSJens Axboe 	return bl->buf_ring;
684c56e022cSJens Axboe }
685