xref: /openbmc/linux/io_uring/kbuf.c (revision f09c8643)
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_types.h"
153b77495aSJens Axboe #include "io_uring.h"
163b77495aSJens Axboe #include "opdef.h"
173b77495aSJens Axboe #include "kbuf.h"
183b77495aSJens Axboe 
193b77495aSJens Axboe #define IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_uring_buf))
203b77495aSJens Axboe 
213b77495aSJens Axboe #define BGID_ARRAY	64
223b77495aSJens Axboe 
233b77495aSJens Axboe struct io_provide_buf {
243b77495aSJens Axboe 	struct file			*file;
253b77495aSJens Axboe 	__u64				addr;
263b77495aSJens Axboe 	__u32				len;
273b77495aSJens Axboe 	__u32				bgid;
283b77495aSJens Axboe 	__u16				nbufs;
293b77495aSJens Axboe 	__u16				bid;
303b77495aSJens Axboe };
313b77495aSJens Axboe 
323b77495aSJens Axboe static inline struct io_buffer_list *io_buffer_get_list(struct io_ring_ctx *ctx,
333b77495aSJens Axboe 							unsigned int bgid)
343b77495aSJens Axboe {
353b77495aSJens Axboe 	if (ctx->io_bl && bgid < BGID_ARRAY)
363b77495aSJens Axboe 		return &ctx->io_bl[bgid];
373b77495aSJens Axboe 
383b77495aSJens Axboe 	return xa_load(&ctx->io_bl_xa, bgid);
393b77495aSJens Axboe }
403b77495aSJens Axboe 
413b77495aSJens Axboe void __io_kbuf_recycle(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
423b77495aSJens Axboe {
433b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
443b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
453b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
463b77495aSJens Axboe 
473b77495aSJens Axboe 	/*
483b77495aSJens Axboe 	 * We don't need to recycle for REQ_F_BUFFER_RING, we can just clear
493b77495aSJens Axboe 	 * the flag and hence ensure that bl->head doesn't get incremented.
503b77495aSJens Axboe 	 * If the tail has already been incremented, hang on to it.
513b77495aSJens Axboe 	 */
523b77495aSJens Axboe 	if (req->flags & REQ_F_BUFFER_RING) {
533b77495aSJens Axboe 		if (req->buf_list) {
543b77495aSJens Axboe 			if (req->flags & REQ_F_PARTIAL_IO) {
55*f09c8643SHao Xu 				/*
56*f09c8643SHao Xu 				 * If we end up here, then the io_uring_lock has
57*f09c8643SHao Xu 				 * been kept held since we retrieved the buffer.
58*f09c8643SHao Xu 				 * For the io-wq case, we already cleared
59*f09c8643SHao Xu 				 * req->buf_list when the buffer was retrieved,
60*f09c8643SHao Xu 				 * hence it cannot be set here for that case.
61*f09c8643SHao Xu 				 */
623b77495aSJens Axboe 				req->buf_list->head++;
633b77495aSJens Axboe 				req->buf_list = NULL;
643b77495aSJens Axboe 			} else {
653b77495aSJens Axboe 				req->buf_index = req->buf_list->bgid;
663b77495aSJens Axboe 				req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_RING;
673b77495aSJens Axboe 			}
683b77495aSJens Axboe 		}
693b77495aSJens Axboe 		return;
703b77495aSJens Axboe 	}
713b77495aSJens Axboe 
723b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
733b77495aSJens Axboe 
743b77495aSJens Axboe 	buf = req->kbuf;
753b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, buf->bgid);
763b77495aSJens Axboe 	list_add(&buf->list, &bl->buf_list);
773b77495aSJens Axboe 	req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
783b77495aSJens Axboe 	req->buf_index = buf->bgid;
793b77495aSJens Axboe 
803b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
813b77495aSJens Axboe }
823b77495aSJens Axboe 
833b77495aSJens Axboe static int io_buffer_add_list(struct io_ring_ctx *ctx,
843b77495aSJens Axboe 			      struct io_buffer_list *bl, unsigned int bgid)
853b77495aSJens Axboe {
863b77495aSJens Axboe 	bl->bgid = bgid;
873b77495aSJens Axboe 	if (bgid < BGID_ARRAY)
883b77495aSJens Axboe 		return 0;
893b77495aSJens Axboe 
903b77495aSJens Axboe 	return xa_err(xa_store(&ctx->io_bl_xa, bgid, bl, GFP_KERNEL));
913b77495aSJens Axboe }
923b77495aSJens Axboe 
9353ccf69bSPavel Begunkov unsigned int __io_put_kbuf(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
9453ccf69bSPavel Begunkov {
9553ccf69bSPavel Begunkov 	unsigned int cflags;
9653ccf69bSPavel Begunkov 
9753ccf69bSPavel Begunkov 	/*
9853ccf69bSPavel Begunkov 	 * We can add this buffer back to two lists:
9953ccf69bSPavel Begunkov 	 *
10053ccf69bSPavel Begunkov 	 * 1) The io_buffers_cache list. This one is protected by the
10153ccf69bSPavel Begunkov 	 *    ctx->uring_lock. If we already hold this lock, add back to this
10253ccf69bSPavel Begunkov 	 *    list as we can grab it from issue as well.
10353ccf69bSPavel Begunkov 	 * 2) The io_buffers_comp list. This one is protected by the
10453ccf69bSPavel Begunkov 	 *    ctx->completion_lock.
10553ccf69bSPavel Begunkov 	 *
10653ccf69bSPavel Begunkov 	 * We migrate buffers from the comp_list to the issue cache list
10753ccf69bSPavel Begunkov 	 * when we need one.
10853ccf69bSPavel Begunkov 	 */
10953ccf69bSPavel Begunkov 	if (req->flags & REQ_F_BUFFER_RING) {
11053ccf69bSPavel Begunkov 		/* no buffers to recycle for this case */
11153ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, NULL);
11253ccf69bSPavel Begunkov 	} else if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) {
11353ccf69bSPavel Begunkov 		struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
11453ccf69bSPavel Begunkov 
11553ccf69bSPavel Begunkov 		spin_lock(&ctx->completion_lock);
11653ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, &ctx->io_buffers_comp);
11753ccf69bSPavel Begunkov 		spin_unlock(&ctx->completion_lock);
11853ccf69bSPavel Begunkov 	} else {
11953ccf69bSPavel Begunkov 		lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
12053ccf69bSPavel Begunkov 
12153ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, &req->ctx->io_buffers_cache);
12253ccf69bSPavel Begunkov 	}
12353ccf69bSPavel Begunkov 	return cflags;
12453ccf69bSPavel Begunkov }
12553ccf69bSPavel Begunkov 
1263b77495aSJens Axboe static void __user *io_provided_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1273b77495aSJens Axboe 					      struct io_buffer_list *bl)
1283b77495aSJens Axboe {
1293b77495aSJens Axboe 	if (!list_empty(&bl->buf_list)) {
1303b77495aSJens Axboe 		struct io_buffer *kbuf;
1313b77495aSJens Axboe 
1323b77495aSJens Axboe 		kbuf = list_first_entry(&bl->buf_list, struct io_buffer, list);
1333b77495aSJens Axboe 		list_del(&kbuf->list);
1343b77495aSJens Axboe 		if (*len > kbuf->len)
1353b77495aSJens Axboe 			*len = kbuf->len;
1363b77495aSJens Axboe 		req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
1373b77495aSJens Axboe 		req->kbuf = kbuf;
1383b77495aSJens Axboe 		req->buf_index = kbuf->bid;
1393b77495aSJens Axboe 		return u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
1403b77495aSJens Axboe 	}
1413b77495aSJens Axboe 	return NULL;
1423b77495aSJens Axboe }
1433b77495aSJens Axboe 
1443b77495aSJens Axboe static void __user *io_ring_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1453b77495aSJens Axboe 					  struct io_buffer_list *bl,
1463b77495aSJens Axboe 					  unsigned int issue_flags)
1473b77495aSJens Axboe {
1483b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_ring *br = bl->buf_ring;
1493b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf *buf;
1503b77495aSJens Axboe 	__u16 head = bl->head;
1513b77495aSJens Axboe 
1523b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(smp_load_acquire(&br->tail) == head))
1533b77495aSJens Axboe 		return NULL;
1543b77495aSJens Axboe 
1553b77495aSJens Axboe 	head &= bl->mask;
1563b77495aSJens Axboe 	if (head < IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE) {
1573b77495aSJens Axboe 		buf = &br->bufs[head];
1583b77495aSJens Axboe 	} else {
1593b77495aSJens Axboe 		int off = head & (IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE - 1);
1603b77495aSJens Axboe 		int index = head / IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE;
1613b77495aSJens Axboe 		buf = page_address(bl->buf_pages[index]);
1623b77495aSJens Axboe 		buf += off;
1633b77495aSJens Axboe 	}
1643b77495aSJens Axboe 	if (*len > buf->len)
1653b77495aSJens Axboe 		*len = buf->len;
1663b77495aSJens Axboe 	req->flags |= REQ_F_BUFFER_RING;
1673b77495aSJens Axboe 	req->buf_list = bl;
1683b77495aSJens Axboe 	req->buf_index = buf->bid;
1693b77495aSJens Axboe 
1703b77495aSJens Axboe 	if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED || !file_can_poll(req->file)) {
1713b77495aSJens Axboe 		/*
1723b77495aSJens Axboe 		 * If we came in unlocked, we have no choice but to consume the
173*f09c8643SHao Xu 		 * buffer here, otherwise nothing ensures that the buffer won't
174*f09c8643SHao Xu 		 * get used by others. This does mean it'll be pinned until the
175*f09c8643SHao Xu 		 * IO completes, coming in unlocked means we're being called from
176*f09c8643SHao Xu 		 * io-wq context and there may be further retries in async hybrid
177*f09c8643SHao Xu 		 * mode. For the locked case, the caller must call commit when
178*f09c8643SHao Xu 		 * the transfer completes (or if we get -EAGAIN and must poll of
179*f09c8643SHao Xu 		 * retry).
1803b77495aSJens Axboe 		 */
1813b77495aSJens Axboe 		req->buf_list = NULL;
1823b77495aSJens Axboe 		bl->head++;
1833b77495aSJens Axboe 	}
1843b77495aSJens Axboe 	return u64_to_user_ptr(buf->addr);
1853b77495aSJens Axboe }
1863b77495aSJens Axboe 
1873b77495aSJens Axboe void __user *io_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1883b77495aSJens Axboe 			      unsigned int issue_flags)
1893b77495aSJens Axboe {
1903b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1913b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
1923b77495aSJens Axboe 	void __user *ret = NULL;
1933b77495aSJens Axboe 
1943b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(req->ctx, issue_flags);
1953b77495aSJens Axboe 
1963b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, req->buf_index);
1973b77495aSJens Axboe 	if (likely(bl)) {
1983b77495aSJens Axboe 		if (bl->buf_nr_pages)
1993b77495aSJens Axboe 			ret = io_ring_buffer_select(req, len, bl, issue_flags);
2003b77495aSJens Axboe 		else
2013b77495aSJens Axboe 			ret = io_provided_buffer_select(req, len, bl);
2023b77495aSJens Axboe 	}
2033b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_unlock(req->ctx, issue_flags);
2043b77495aSJens Axboe 	return ret;
2053b77495aSJens Axboe }
2063b77495aSJens Axboe 
2073b77495aSJens Axboe static __cold int io_init_bl_list(struct io_ring_ctx *ctx)
2083b77495aSJens Axboe {
2093b77495aSJens Axboe 	int i;
2103b77495aSJens Axboe 
2113b77495aSJens Axboe 	ctx->io_bl = kcalloc(BGID_ARRAY, sizeof(struct io_buffer_list),
2123b77495aSJens Axboe 				GFP_KERNEL);
2133b77495aSJens Axboe 	if (!ctx->io_bl)
2143b77495aSJens Axboe 		return -ENOMEM;
2153b77495aSJens Axboe 
2163b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) {
2173b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_bl[i].buf_list);
2183b77495aSJens Axboe 		ctx->io_bl[i].bgid = i;
2193b77495aSJens Axboe 	}
2203b77495aSJens Axboe 
2213b77495aSJens Axboe 	return 0;
2223b77495aSJens Axboe }
2233b77495aSJens Axboe 
2243b77495aSJens Axboe static int __io_remove_buffers(struct io_ring_ctx *ctx,
2253b77495aSJens Axboe 			       struct io_buffer_list *bl, unsigned nbufs)
2263b77495aSJens Axboe {
2273b77495aSJens Axboe 	unsigned i = 0;
2283b77495aSJens Axboe 
2293b77495aSJens Axboe 	/* shouldn't happen */
2303b77495aSJens Axboe 	if (!nbufs)
2313b77495aSJens Axboe 		return 0;
2323b77495aSJens Axboe 
2333b77495aSJens Axboe 	if (bl->buf_nr_pages) {
2343b77495aSJens Axboe 		int j;
2353b77495aSJens Axboe 
2363b77495aSJens Axboe 		i = bl->buf_ring->tail - bl->head;
2373b77495aSJens Axboe 		for (j = 0; j < bl->buf_nr_pages; j++)
2383b77495aSJens Axboe 			unpin_user_page(bl->buf_pages[j]);
2393b77495aSJens Axboe 		kvfree(bl->buf_pages);
2403b77495aSJens Axboe 		bl->buf_pages = NULL;
2413b77495aSJens Axboe 		bl->buf_nr_pages = 0;
2423b77495aSJens Axboe 		/* make sure it's seen as empty */
2433b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl->buf_list);
2443b77495aSJens Axboe 		return i;
2453b77495aSJens Axboe 	}
2463b77495aSJens Axboe 
2473b77495aSJens Axboe 	/* the head kbuf is the list itself */
2483b77495aSJens Axboe 	while (!list_empty(&bl->buf_list)) {
2493b77495aSJens Axboe 		struct io_buffer *nxt;
2503b77495aSJens Axboe 
2513b77495aSJens Axboe 		nxt = list_first_entry(&bl->buf_list, struct io_buffer, list);
2523b77495aSJens Axboe 		list_del(&nxt->list);
2533b77495aSJens Axboe 		if (++i == nbufs)
2543b77495aSJens Axboe 			return i;
2553b77495aSJens Axboe 		cond_resched();
2563b77495aSJens Axboe 	}
2573b77495aSJens Axboe 	i++;
2583b77495aSJens Axboe 
2593b77495aSJens Axboe 	return i;
2603b77495aSJens Axboe }
2613b77495aSJens Axboe 
2623b77495aSJens Axboe void io_destroy_buffers(struct io_ring_ctx *ctx)
2633b77495aSJens Axboe {
2643b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
2653b77495aSJens Axboe 	unsigned long index;
2663b77495aSJens Axboe 	int i;
2673b77495aSJens Axboe 
2683b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) {
2693b77495aSJens Axboe 		if (!ctx->io_bl)
2703b77495aSJens Axboe 			break;
2713b77495aSJens Axboe 		__io_remove_buffers(ctx, &ctx->io_bl[i], -1U);
2723b77495aSJens Axboe 	}
2733b77495aSJens Axboe 
2743b77495aSJens Axboe 	xa_for_each(&ctx->io_bl_xa, index, bl) {
2753b77495aSJens Axboe 		xa_erase(&ctx->io_bl_xa, bl->bgid);
2763b77495aSJens Axboe 		__io_remove_buffers(ctx, bl, -1U);
2773b77495aSJens Axboe 		kfree(bl);
2783b77495aSJens Axboe 	}
2793b77495aSJens Axboe 
2803b77495aSJens Axboe 	while (!list_empty(&ctx->io_buffers_pages)) {
2813b77495aSJens Axboe 		struct page *page;
2823b77495aSJens Axboe 
2833b77495aSJens Axboe 		page = list_first_entry(&ctx->io_buffers_pages, struct page, lru);
2843b77495aSJens Axboe 		list_del_init(&page->lru);
2853b77495aSJens Axboe 		__free_page(page);
2863b77495aSJens Axboe 	}
2873b77495aSJens Axboe }
2883b77495aSJens Axboe 
2893b77495aSJens Axboe int io_remove_buffers_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2903b77495aSJens Axboe {
2913b77495aSJens Axboe 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req);
2923b77495aSJens Axboe 	u64 tmp;
2933b77495aSJens Axboe 
2943b77495aSJens Axboe 	if (sqe->rw_flags || sqe->addr || sqe->len || sqe->off ||
2953b77495aSJens Axboe 	    sqe->splice_fd_in)
2963b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
2973b77495aSJens Axboe 
2983b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
2993b77495aSJens Axboe 	if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3003b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
3013b77495aSJens Axboe 
3023b77495aSJens Axboe 	memset(p, 0, sizeof(*p));
3033b77495aSJens Axboe 	p->nbufs = tmp;
3043b77495aSJens Axboe 	p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3053b77495aSJens Axboe 	return 0;
3063b77495aSJens Axboe }
3073b77495aSJens Axboe 
3083b77495aSJens Axboe int io_remove_buffers(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
3093b77495aSJens Axboe {
3103b77495aSJens Axboe 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req);
3113b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3123b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
3133b77495aSJens Axboe 	int ret = 0;
3143b77495aSJens Axboe 
3153b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
3163b77495aSJens Axboe 
3173b77495aSJens Axboe 	ret = -ENOENT;
3183b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, p->bgid);
3193b77495aSJens Axboe 	if (bl) {
3203b77495aSJens Axboe 		ret = -EINVAL;
3213b77495aSJens Axboe 		/* can't use provide/remove buffers command on mapped buffers */
3223b77495aSJens Axboe 		if (!bl->buf_nr_pages)
3233b77495aSJens Axboe 			ret = __io_remove_buffers(ctx, bl, p->nbufs);
3243b77495aSJens Axboe 	}
3253b77495aSJens Axboe 	if (ret < 0)
3263b77495aSJens Axboe 		req_set_fail(req);
3273b77495aSJens Axboe 
3283b77495aSJens Axboe 	/* complete before unlock, IOPOLL may need the lock */
3293b77495aSJens Axboe 	io_req_set_res(req, ret, 0);
3303b77495aSJens Axboe 	__io_req_complete(req, issue_flags);
3313b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
3323b77495aSJens Axboe 	return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
3333b77495aSJens Axboe }
3343b77495aSJens Axboe 
3353b77495aSJens Axboe int io_provide_buffers_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3363b77495aSJens Axboe {
3373b77495aSJens Axboe 	unsigned long size, tmp_check;
3383b77495aSJens Axboe 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req);
3393b77495aSJens Axboe 	u64 tmp;
3403b77495aSJens Axboe 
3413b77495aSJens Axboe 	if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
3423b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
3433b77495aSJens Axboe 
3443b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
3453b77495aSJens Axboe 	if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3463b77495aSJens Axboe 		return -E2BIG;
3473b77495aSJens Axboe 	p->nbufs = tmp;
3483b77495aSJens Axboe 	p->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3493b77495aSJens Axboe 	p->len = READ_ONCE(sqe->len);
3503b77495aSJens Axboe 
3513b77495aSJens Axboe 	if (check_mul_overflow((unsigned long)p->len, (unsigned long)p->nbufs,
3523b77495aSJens Axboe 				&size))
3533b77495aSJens Axboe 		return -EOVERFLOW;
3543b77495aSJens Axboe 	if (check_add_overflow((unsigned long)p->addr, size, &tmp_check))
3553b77495aSJens Axboe 		return -EOVERFLOW;
3563b77495aSJens Axboe 
3573b77495aSJens Axboe 	size = (unsigned long)p->len * p->nbufs;
3583b77495aSJens Axboe 	if (!access_ok(u64_to_user_ptr(p->addr), size))
3593b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
3603b77495aSJens Axboe 
3613b77495aSJens Axboe 	p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3623b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->off);
3633b77495aSJens Axboe 	if (tmp > USHRT_MAX)
3643b77495aSJens Axboe 		return -E2BIG;
3653b77495aSJens Axboe 	p->bid = tmp;
3663b77495aSJens Axboe 	return 0;
3673b77495aSJens Axboe }
3683b77495aSJens Axboe 
3693b77495aSJens Axboe static int io_refill_buffer_cache(struct io_ring_ctx *ctx)
3703b77495aSJens Axboe {
3713b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
3723b77495aSJens Axboe 	struct page *page;
3733b77495aSJens Axboe 	int bufs_in_page;
3743b77495aSJens Axboe 
3753b77495aSJens Axboe 	/*
3763b77495aSJens Axboe 	 * Completions that don't happen inline (eg not under uring_lock) will
3773b77495aSJens Axboe 	 * add to ->io_buffers_comp. If we don't have any free buffers, check
3783b77495aSJens Axboe 	 * the completion list and splice those entries first.
3793b77495aSJens Axboe 	 */
3803b77495aSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&ctx->io_buffers_comp)) {
3813b77495aSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->completion_lock);
3823b77495aSJens Axboe 		if (!list_empty(&ctx->io_buffers_comp)) {
3833b77495aSJens Axboe 			list_splice_init(&ctx->io_buffers_comp,
3843b77495aSJens Axboe 						&ctx->io_buffers_cache);
3853b77495aSJens Axboe 			spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3863b77495aSJens Axboe 			return 0;
3873b77495aSJens Axboe 		}
3883b77495aSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3893b77495aSJens Axboe 	}
3903b77495aSJens Axboe 
3913b77495aSJens Axboe 	/*
3923b77495aSJens Axboe 	 * No free buffers and no completion entries either. Allocate a new
3933b77495aSJens Axboe 	 * page worth of buffer entries and add those to our freelist.
3943b77495aSJens Axboe 	 */
3953b77495aSJens Axboe 	page = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
3963b77495aSJens Axboe 	if (!page)
3973b77495aSJens Axboe 		return -ENOMEM;
3983b77495aSJens Axboe 
3993b77495aSJens Axboe 	list_add(&page->lru, &ctx->io_buffers_pages);
4003b77495aSJens Axboe 
4013b77495aSJens Axboe 	buf = page_address(page);
4023b77495aSJens Axboe 	bufs_in_page = PAGE_SIZE / sizeof(*buf);
4033b77495aSJens Axboe 	while (bufs_in_page) {
4043b77495aSJens Axboe 		list_add_tail(&buf->list, &ctx->io_buffers_cache);
4053b77495aSJens Axboe 		buf++;
4063b77495aSJens Axboe 		bufs_in_page--;
4073b77495aSJens Axboe 	}
4083b77495aSJens Axboe 
4093b77495aSJens Axboe 	return 0;
4103b77495aSJens Axboe }
4113b77495aSJens Axboe 
4123b77495aSJens Axboe static int io_add_buffers(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_provide_buf *pbuf,
4133b77495aSJens Axboe 			  struct io_buffer_list *bl)
4143b77495aSJens Axboe {
4153b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
4163b77495aSJens Axboe 	u64 addr = pbuf->addr;
4173b77495aSJens Axboe 	int i, bid = pbuf->bid;
4183b77495aSJens Axboe 
4193b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < pbuf->nbufs; i++) {
4203b77495aSJens Axboe 		if (list_empty(&ctx->io_buffers_cache) &&
4213b77495aSJens Axboe 		    io_refill_buffer_cache(ctx))
4223b77495aSJens Axboe 			break;
4233b77495aSJens Axboe 		buf = list_first_entry(&ctx->io_buffers_cache, struct io_buffer,
4243b77495aSJens Axboe 					list);
4253b77495aSJens Axboe 		list_move_tail(&buf->list, &bl->buf_list);
4263b77495aSJens Axboe 		buf->addr = addr;
4273b77495aSJens Axboe 		buf->len = min_t(__u32, pbuf->len, MAX_RW_COUNT);
4283b77495aSJens Axboe 		buf->bid = bid;
4293b77495aSJens Axboe 		buf->bgid = pbuf->bgid;
4303b77495aSJens Axboe 		addr += pbuf->len;
4313b77495aSJens Axboe 		bid++;
4323b77495aSJens Axboe 		cond_resched();
4333b77495aSJens Axboe 	}
4343b77495aSJens Axboe 
4353b77495aSJens Axboe 	return i ? 0 : -ENOMEM;
4363b77495aSJens Axboe }
4373b77495aSJens Axboe 
4383b77495aSJens Axboe int io_provide_buffers(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
4393b77495aSJens Axboe {
4403b77495aSJens Axboe 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req);
4413b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4423b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
4433b77495aSJens Axboe 	int ret = 0;
4443b77495aSJens Axboe 
4453b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
4463b77495aSJens Axboe 
4473b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(p->bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) {
4483b77495aSJens Axboe 		ret = io_init_bl_list(ctx);
4493b77495aSJens Axboe 		if (ret)
4503b77495aSJens Axboe 			goto err;
4513b77495aSJens Axboe 	}
4523b77495aSJens Axboe 
4533b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, p->bgid);
4543b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(!bl)) {
4553b77495aSJens Axboe 		bl = kzalloc(sizeof(*bl), GFP_KERNEL);
4563b77495aSJens Axboe 		if (!bl) {
4573b77495aSJens Axboe 			ret = -ENOMEM;
4583b77495aSJens Axboe 			goto err;
4593b77495aSJens Axboe 		}
4603b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl->buf_list);
4613b77495aSJens Axboe 		ret = io_buffer_add_list(ctx, bl, p->bgid);
4623b77495aSJens Axboe 		if (ret) {
4633b77495aSJens Axboe 			kfree(bl);
4643b77495aSJens Axboe 			goto err;
4653b77495aSJens Axboe 		}
4663b77495aSJens Axboe 	}
4673b77495aSJens Axboe 	/* can't add buffers via this command for a mapped buffer ring */
4683b77495aSJens Axboe 	if (bl->buf_nr_pages) {
4693b77495aSJens Axboe 		ret = -EINVAL;
4703b77495aSJens Axboe 		goto err;
4713b77495aSJens Axboe 	}
4723b77495aSJens Axboe 
4733b77495aSJens Axboe 	ret = io_add_buffers(ctx, p, bl);
4743b77495aSJens Axboe err:
4753b77495aSJens Axboe 	if (ret < 0)
4763b77495aSJens Axboe 		req_set_fail(req);
4773b77495aSJens Axboe 	/* complete before unlock, IOPOLL may need the lock */
4783b77495aSJens Axboe 	io_req_set_res(req, ret, 0);
4793b77495aSJens Axboe 	__io_req_complete(req, issue_flags);
4803b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
4813b77495aSJens Axboe 	return IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE;
4823b77495aSJens Axboe }
4833b77495aSJens Axboe 
4843b77495aSJens Axboe int io_register_pbuf_ring(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
4853b77495aSJens Axboe {
4863b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_ring *br;
4873b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_reg reg;
4883b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl, *free_bl = NULL;
4893b77495aSJens Axboe 	struct page **pages;
4903b77495aSJens Axboe 	int nr_pages;
4913b77495aSJens Axboe 
4923b77495aSJens Axboe 	if (copy_from_user(&reg, arg, sizeof(reg)))
4933b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
4943b77495aSJens Axboe 
4953b77495aSJens Axboe 	if (reg.pad || reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2])
4963b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
4973b77495aSJens Axboe 	if (!reg.ring_addr)
4983b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
4993b77495aSJens Axboe 	if (reg.ring_addr & ~PAGE_MASK)
5003b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5013b77495aSJens Axboe 	if (!is_power_of_2(reg.ring_entries))
5023b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5033b77495aSJens Axboe 
5043b77495aSJens Axboe 	/* cannot disambiguate full vs empty due to head/tail size */
5053b77495aSJens Axboe 	if (reg.ring_entries >= 65536)
5063b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5073b77495aSJens Axboe 
5083b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(reg.bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) {
5093b77495aSJens Axboe 		int ret = io_init_bl_list(ctx);
5103b77495aSJens Axboe 		if (ret)
5113b77495aSJens Axboe 			return ret;
5123b77495aSJens Axboe 	}
5133b77495aSJens Axboe 
5143b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid);
5153b77495aSJens Axboe 	if (bl) {
5163b77495aSJens Axboe 		/* if mapped buffer ring OR classic exists, don't allow */
5173b77495aSJens Axboe 		if (bl->buf_nr_pages || !list_empty(&bl->buf_list))
5183b77495aSJens Axboe 			return -EEXIST;
5193b77495aSJens Axboe 	} else {
5203b77495aSJens Axboe 		free_bl = bl = kzalloc(sizeof(*bl), GFP_KERNEL);
5213b77495aSJens Axboe 		if (!bl)
5223b77495aSJens Axboe 			return -ENOMEM;
5233b77495aSJens Axboe 	}
5243b77495aSJens Axboe 
5253b77495aSJens Axboe 	pages = io_pin_pages(reg.ring_addr,
5263b77495aSJens Axboe 			     struct_size(br, bufs, reg.ring_entries),
5273b77495aSJens Axboe 			     &nr_pages);
5283b77495aSJens Axboe 	if (IS_ERR(pages)) {
5293b77495aSJens Axboe 		kfree(free_bl);
5303b77495aSJens Axboe 		return PTR_ERR(pages);
5313b77495aSJens Axboe 	}
5323b77495aSJens Axboe 
5333b77495aSJens Axboe 	br = page_address(pages[0]);
5343b77495aSJens Axboe 	bl->buf_pages = pages;
5353b77495aSJens Axboe 	bl->buf_nr_pages = nr_pages;
5363b77495aSJens Axboe 	bl->nr_entries = reg.ring_entries;
5373b77495aSJens Axboe 	bl->buf_ring = br;
5383b77495aSJens Axboe 	bl->mask = reg.ring_entries - 1;
5393b77495aSJens Axboe 	io_buffer_add_list(ctx, bl, reg.bgid);
5403b77495aSJens Axboe 	return 0;
5413b77495aSJens Axboe }
5423b77495aSJens Axboe 
5433b77495aSJens Axboe int io_unregister_pbuf_ring(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
5443b77495aSJens Axboe {
5453b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_reg reg;
5463b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
5473b77495aSJens Axboe 
5483b77495aSJens Axboe 	if (copy_from_user(&reg, arg, sizeof(reg)))
5493b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
5503b77495aSJens Axboe 	if (reg.pad || reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2])
5513b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5523b77495aSJens Axboe 
5533b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid);
5543b77495aSJens Axboe 	if (!bl)
5553b77495aSJens Axboe 		return -ENOENT;
5563b77495aSJens Axboe 	if (!bl->buf_nr_pages)
5573b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5583b77495aSJens Axboe 
5593b77495aSJens Axboe 	__io_remove_buffers(ctx, bl, -1U);
5603b77495aSJens Axboe 	if (bl->bgid >= BGID_ARRAY) {
5613b77495aSJens Axboe 		xa_erase(&ctx->io_bl_xa, bl->bgid);
5623b77495aSJens Axboe 		kfree(bl);
5633b77495aSJens Axboe 	}
5643b77495aSJens Axboe 	return 0;
5653b77495aSJens Axboe }
566