xref: /openbmc/linux/io_uring/kbuf.c (revision fcb46c0c)
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 
223b77495aSJens Axboe struct io_provide_buf {
233b77495aSJens Axboe 	struct file			*file;
243b77495aSJens Axboe 	__u64				addr;
253b77495aSJens Axboe 	__u32				len;
263b77495aSJens Axboe 	__u32				bgid;
273b77495aSJens Axboe 	__u16				nbufs;
283b77495aSJens Axboe 	__u16				bid;
293b77495aSJens Axboe };
303b77495aSJens Axboe 
313b77495aSJens Axboe static inline struct io_buffer_list *io_buffer_get_list(struct io_ring_ctx *ctx,
323b77495aSJens Axboe 							unsigned int bgid)
333b77495aSJens Axboe {
343b77495aSJens Axboe 	if (ctx->io_bl && bgid < BGID_ARRAY)
353b77495aSJens Axboe 		return &ctx->io_bl[bgid];
363b77495aSJens Axboe 
373b77495aSJens Axboe 	return xa_load(&ctx->io_bl_xa, bgid);
383b77495aSJens Axboe }
393b77495aSJens Axboe 
40024b8fdeSHao Xu static int io_buffer_add_list(struct io_ring_ctx *ctx,
41024b8fdeSHao Xu 			      struct io_buffer_list *bl, unsigned int bgid)
42024b8fdeSHao Xu {
43024b8fdeSHao Xu 	bl->bgid = bgid;
44024b8fdeSHao Xu 	if (bgid < BGID_ARRAY)
45024b8fdeSHao Xu 		return 0;
46024b8fdeSHao Xu 
47024b8fdeSHao Xu 	return xa_err(xa_store(&ctx->io_bl_xa, bgid, bl, GFP_KERNEL));
48024b8fdeSHao Xu }
49024b8fdeSHao Xu 
50024b8fdeSHao Xu void io_kbuf_recycle_legacy(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
513b77495aSJens Axboe {
523b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
533b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
543b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
553b77495aSJens Axboe 
563b77495aSJens Axboe 	/*
57024b8fdeSHao Xu 	 * For legacy provided buffer mode, don't recycle if we already did
58024b8fdeSHao Xu 	 * IO to this buffer. For ring-mapped provided buffer mode, we should
59024b8fdeSHao Xu 	 * increment ring->head to explicitly monopolize the buffer to avoid
60024b8fdeSHao Xu 	 * multiple use.
61024b8fdeSHao Xu 	 */
62024b8fdeSHao Xu 	if (req->flags & REQ_F_PARTIAL_IO)
63024b8fdeSHao Xu 		return;
64024b8fdeSHao Xu 
65024b8fdeSHao Xu 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
66024b8fdeSHao Xu 
67024b8fdeSHao Xu 	buf = req->kbuf;
68024b8fdeSHao Xu 	bl = io_buffer_get_list(ctx, buf->bgid);
69024b8fdeSHao Xu 	list_add(&buf->list, &bl->buf_list);
70024b8fdeSHao Xu 	req->flags &= ~REQ_F_BUFFER_SELECTED;
71024b8fdeSHao Xu 	req->buf_index = buf->bgid;
72024b8fdeSHao Xu 
73024b8fdeSHao Xu 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
74024b8fdeSHao Xu 	return;
75024b8fdeSHao Xu }
76024b8fdeSHao Xu 
7753ccf69bSPavel Begunkov unsigned int __io_put_kbuf(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
7853ccf69bSPavel Begunkov {
7953ccf69bSPavel Begunkov 	unsigned int cflags;
8053ccf69bSPavel Begunkov 
8153ccf69bSPavel Begunkov 	/*
8253ccf69bSPavel Begunkov 	 * We can add this buffer back to two lists:
8353ccf69bSPavel Begunkov 	 *
8453ccf69bSPavel Begunkov 	 * 1) The io_buffers_cache list. This one is protected by the
8553ccf69bSPavel Begunkov 	 *    ctx->uring_lock. If we already hold this lock, add back to this
8653ccf69bSPavel Begunkov 	 *    list as we can grab it from issue as well.
8753ccf69bSPavel Begunkov 	 * 2) The io_buffers_comp list. This one is protected by the
8853ccf69bSPavel Begunkov 	 *    ctx->completion_lock.
8953ccf69bSPavel Begunkov 	 *
9053ccf69bSPavel Begunkov 	 * We migrate buffers from the comp_list to the issue cache list
9153ccf69bSPavel Begunkov 	 * when we need one.
9253ccf69bSPavel Begunkov 	 */
9353ccf69bSPavel Begunkov 	if (req->flags & REQ_F_BUFFER_RING) {
9453ccf69bSPavel Begunkov 		/* no buffers to recycle for this case */
9553ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, NULL);
9653ccf69bSPavel Begunkov 	} else if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) {
9753ccf69bSPavel Begunkov 		struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
9853ccf69bSPavel Begunkov 
9953ccf69bSPavel Begunkov 		spin_lock(&ctx->completion_lock);
10053ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, &ctx->io_buffers_comp);
10153ccf69bSPavel Begunkov 		spin_unlock(&ctx->completion_lock);
10253ccf69bSPavel Begunkov 	} else {
10353ccf69bSPavel Begunkov 		lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
10453ccf69bSPavel Begunkov 
10553ccf69bSPavel Begunkov 		cflags = __io_put_kbuf_list(req, &req->ctx->io_buffers_cache);
10653ccf69bSPavel Begunkov 	}
10753ccf69bSPavel Begunkov 	return cflags;
10853ccf69bSPavel Begunkov }
10953ccf69bSPavel Begunkov 
1103b77495aSJens Axboe static void __user *io_provided_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1113b77495aSJens Axboe 					      struct io_buffer_list *bl)
1123b77495aSJens Axboe {
1133b77495aSJens Axboe 	if (!list_empty(&bl->buf_list)) {
1143b77495aSJens Axboe 		struct io_buffer *kbuf;
1153b77495aSJens Axboe 
1163b77495aSJens Axboe 		kbuf = list_first_entry(&bl->buf_list, struct io_buffer, list);
1173b77495aSJens Axboe 		list_del(&kbuf->list);
118b8c01559SDylan Yudaken 		if (*len == 0 || *len > kbuf->len)
1193b77495aSJens Axboe 			*len = kbuf->len;
1203b77495aSJens Axboe 		req->flags |= REQ_F_BUFFER_SELECTED;
1213b77495aSJens Axboe 		req->kbuf = kbuf;
1223b77495aSJens Axboe 		req->buf_index = kbuf->bid;
1233b77495aSJens Axboe 		return u64_to_user_ptr(kbuf->addr);
1243b77495aSJens Axboe 	}
1253b77495aSJens Axboe 	return NULL;
1263b77495aSJens Axboe }
1273b77495aSJens Axboe 
1283b77495aSJens Axboe static void __user *io_ring_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1293b77495aSJens Axboe 					  struct io_buffer_list *bl,
1303b77495aSJens Axboe 					  unsigned int issue_flags)
1313b77495aSJens Axboe {
1323b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_ring *br = bl->buf_ring;
1333b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf *buf;
1343b77495aSJens Axboe 	__u16 head = bl->head;
1353b77495aSJens Axboe 
1363b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(smp_load_acquire(&br->tail) == head))
1373b77495aSJens Axboe 		return NULL;
1383b77495aSJens Axboe 
1393b77495aSJens Axboe 	head &= bl->mask;
140c56e022cSJens Axboe 	/* mmaped buffers are always contig */
141c56e022cSJens Axboe 	if (bl->is_mmap || head < IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE) {
1423b77495aSJens Axboe 		buf = &br->bufs[head];
1433b77495aSJens Axboe 	} else {
1443b77495aSJens Axboe 		int off = head & (IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE - 1);
1453b77495aSJens Axboe 		int index = head / IO_BUFFER_LIST_BUF_PER_PAGE;
1463b77495aSJens Axboe 		buf = page_address(bl->buf_pages[index]);
1473b77495aSJens Axboe 		buf += off;
1483b77495aSJens Axboe 	}
149b8c01559SDylan Yudaken 	if (*len == 0 || *len > buf->len)
1503b77495aSJens Axboe 		*len = buf->len;
1513b77495aSJens Axboe 	req->flags |= REQ_F_BUFFER_RING;
1523b77495aSJens Axboe 	req->buf_list = bl;
1533b77495aSJens Axboe 	req->buf_index = buf->bid;
1543b77495aSJens Axboe 
1553b77495aSJens Axboe 	if (issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED || !file_can_poll(req->file)) {
1563b77495aSJens Axboe 		/*
1573b77495aSJens Axboe 		 * If we came in unlocked, we have no choice but to consume the
158f09c8643SHao Xu 		 * buffer here, otherwise nothing ensures that the buffer won't
159f09c8643SHao Xu 		 * get used by others. This does mean it'll be pinned until the
160f09c8643SHao Xu 		 * IO completes, coming in unlocked means we're being called from
161f09c8643SHao Xu 		 * io-wq context and there may be further retries in async hybrid
162f09c8643SHao Xu 		 * mode. For the locked case, the caller must call commit when
163f09c8643SHao Xu 		 * the transfer completes (or if we get -EAGAIN and must poll of
164f09c8643SHao Xu 		 * retry).
1653b77495aSJens Axboe 		 */
1663b77495aSJens Axboe 		req->buf_list = NULL;
1673b77495aSJens Axboe 		bl->head++;
1683b77495aSJens Axboe 	}
1693b77495aSJens Axboe 	return u64_to_user_ptr(buf->addr);
1703b77495aSJens Axboe }
1713b77495aSJens Axboe 
1723b77495aSJens Axboe void __user *io_buffer_select(struct io_kiocb *req, size_t *len,
1733b77495aSJens Axboe 			      unsigned int issue_flags)
1743b77495aSJens Axboe {
1753b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1763b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
1773b77495aSJens Axboe 	void __user *ret = NULL;
1783b77495aSJens Axboe 
1793b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(req->ctx, issue_flags);
1803b77495aSJens Axboe 
1813b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, req->buf_index);
1823b77495aSJens Axboe 	if (likely(bl)) {
18325a2c188SJens Axboe 		if (bl->is_mapped)
1843b77495aSJens Axboe 			ret = io_ring_buffer_select(req, len, bl, issue_flags);
1853b77495aSJens Axboe 		else
1863b77495aSJens Axboe 			ret = io_provided_buffer_select(req, len, bl);
1873b77495aSJens Axboe 	}
1883b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_unlock(req->ctx, issue_flags);
1893b77495aSJens Axboe 	return ret;
1903b77495aSJens Axboe }
1913b77495aSJens Axboe 
1923b77495aSJens Axboe static __cold int io_init_bl_list(struct io_ring_ctx *ctx)
1933b77495aSJens Axboe {
1943b77495aSJens Axboe 	int i;
1953b77495aSJens Axboe 
1963b77495aSJens Axboe 	ctx->io_bl = kcalloc(BGID_ARRAY, sizeof(struct io_buffer_list),
1973b77495aSJens Axboe 				GFP_KERNEL);
1983b77495aSJens Axboe 	if (!ctx->io_bl)
1993b77495aSJens Axboe 		return -ENOMEM;
2003b77495aSJens Axboe 
2013b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) {
2023b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_bl[i].buf_list);
2033b77495aSJens Axboe 		ctx->io_bl[i].bgid = i;
2043b77495aSJens Axboe 	}
2053b77495aSJens Axboe 
2063b77495aSJens Axboe 	return 0;
2073b77495aSJens Axboe }
2083b77495aSJens Axboe 
2093b77495aSJens Axboe static int __io_remove_buffers(struct io_ring_ctx *ctx,
2103b77495aSJens Axboe 			       struct io_buffer_list *bl, unsigned nbufs)
2113b77495aSJens Axboe {
2123b77495aSJens Axboe 	unsigned i = 0;
2133b77495aSJens Axboe 
2143b77495aSJens Axboe 	/* shouldn't happen */
2153b77495aSJens Axboe 	if (!nbufs)
2163b77495aSJens Axboe 		return 0;
2173b77495aSJens Axboe 
218c56e022cSJens Axboe 	if (bl->is_mapped) {
219c56e022cSJens Axboe 		i = bl->buf_ring->tail - bl->head;
220c56e022cSJens Axboe 		if (bl->is_mmap) {
221c56e022cSJens Axboe 			if (bl->buf_ring) {
222c56e022cSJens Axboe 				struct page *page;
223c56e022cSJens Axboe 
224c56e022cSJens Axboe 				page = virt_to_head_page(bl->buf_ring);
225c56e022cSJens Axboe 				if (put_page_testzero(page))
226c56e022cSJens Axboe 					free_compound_page(page);
227c56e022cSJens Axboe 				bl->buf_ring = NULL;
228c56e022cSJens Axboe 			}
229c56e022cSJens Axboe 			bl->is_mmap = 0;
230c56e022cSJens Axboe 		} else if (bl->buf_nr_pages) {
2313b77495aSJens Axboe 			int j;
2323b77495aSJens Axboe 
2333b77495aSJens Axboe 			for (j = 0; j < bl->buf_nr_pages; j++)
2343b77495aSJens Axboe 				unpin_user_page(bl->buf_pages[j]);
2353b77495aSJens Axboe 			kvfree(bl->buf_pages);
2363b77495aSJens Axboe 			bl->buf_pages = NULL;
2373b77495aSJens Axboe 			bl->buf_nr_pages = 0;
238c56e022cSJens Axboe 		}
2393b77495aSJens Axboe 		/* make sure it's seen as empty */
2403b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl->buf_list);
24125a2c188SJens Axboe 		bl->is_mapped = 0;
2423b77495aSJens Axboe 		return i;
2433b77495aSJens Axboe 	}
2443b77495aSJens Axboe 
2453b77495aSJens Axboe 	/* the head kbuf is the list itself */
2463b77495aSJens Axboe 	while (!list_empty(&bl->buf_list)) {
2473b77495aSJens Axboe 		struct io_buffer *nxt;
2483b77495aSJens Axboe 
2493b77495aSJens Axboe 		nxt = list_first_entry(&bl->buf_list, struct io_buffer, list);
2503b77495aSJens Axboe 		list_del(&nxt->list);
2513b77495aSJens Axboe 		if (++i == nbufs)
2523b77495aSJens Axboe 			return i;
2533b77495aSJens Axboe 		cond_resched();
2543b77495aSJens Axboe 	}
2553b77495aSJens Axboe 	i++;
2563b77495aSJens Axboe 
2573b77495aSJens Axboe 	return i;
2583b77495aSJens Axboe }
2593b77495aSJens Axboe 
2603b77495aSJens Axboe void io_destroy_buffers(struct io_ring_ctx *ctx)
2613b77495aSJens Axboe {
2623b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
2633b77495aSJens Axboe 	unsigned long index;
2643b77495aSJens Axboe 	int i;
2653b77495aSJens Axboe 
2663b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < BGID_ARRAY; i++) {
2673b77495aSJens Axboe 		if (!ctx->io_bl)
2683b77495aSJens Axboe 			break;
2693b77495aSJens Axboe 		__io_remove_buffers(ctx, &ctx->io_bl[i], -1U);
2703b77495aSJens Axboe 	}
2713b77495aSJens Axboe 
2723b77495aSJens Axboe 	xa_for_each(&ctx->io_bl_xa, index, bl) {
2733b77495aSJens Axboe 		xa_erase(&ctx->io_bl_xa, bl->bgid);
2743b77495aSJens Axboe 		__io_remove_buffers(ctx, bl, -1U);
2753b77495aSJens Axboe 		kfree(bl);
2763b77495aSJens Axboe 	}
2773b77495aSJens Axboe 
2783b77495aSJens Axboe 	while (!list_empty(&ctx->io_buffers_pages)) {
2793b77495aSJens Axboe 		struct page *page;
2803b77495aSJens Axboe 
2813b77495aSJens Axboe 		page = list_first_entry(&ctx->io_buffers_pages, struct page, lru);
2823b77495aSJens Axboe 		list_del_init(&page->lru);
2833b77495aSJens Axboe 		__free_page(page);
2843b77495aSJens Axboe 	}
2853b77495aSJens Axboe }
2863b77495aSJens Axboe 
2873b77495aSJens Axboe int io_remove_buffers_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
2883b77495aSJens Axboe {
289f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
2903b77495aSJens Axboe 	u64 tmp;
2913b77495aSJens Axboe 
2923b77495aSJens Axboe 	if (sqe->rw_flags || sqe->addr || sqe->len || sqe->off ||
2933b77495aSJens Axboe 	    sqe->splice_fd_in)
2943b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
2953b77495aSJens Axboe 
2963b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
2973b77495aSJens Axboe 	if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
2983b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
2993b77495aSJens Axboe 
3003b77495aSJens Axboe 	memset(p, 0, sizeof(*p));
3013b77495aSJens Axboe 	p->nbufs = tmp;
3023b77495aSJens Axboe 	p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3033b77495aSJens Axboe 	return 0;
3043b77495aSJens Axboe }
3053b77495aSJens Axboe 
3063b77495aSJens Axboe int io_remove_buffers(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
3073b77495aSJens Axboe {
308f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
3093b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
3103b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
3113b77495aSJens Axboe 	int ret = 0;
3123b77495aSJens Axboe 
3133b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
3143b77495aSJens Axboe 
3153b77495aSJens Axboe 	ret = -ENOENT;
3163b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, p->bgid);
3173b77495aSJens Axboe 	if (bl) {
3183b77495aSJens Axboe 		ret = -EINVAL;
3193b77495aSJens Axboe 		/* can't use provide/remove buffers command on mapped buffers */
32025a2c188SJens Axboe 		if (!bl->is_mapped)
3213b77495aSJens Axboe 			ret = __io_remove_buffers(ctx, bl, p->nbufs);
3223b77495aSJens Axboe 	}
323c3b49093SPavel Begunkov 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
3243b77495aSJens Axboe 	if (ret < 0)
3253b77495aSJens Axboe 		req_set_fail(req);
3263b77495aSJens Axboe 	io_req_set_res(req, ret, 0);
327c3b49093SPavel Begunkov 	return IOU_OK;
3283b77495aSJens Axboe }
3293b77495aSJens Axboe 
3303b77495aSJens Axboe int io_provide_buffers_prep(struct io_kiocb *req, const struct io_uring_sqe *sqe)
3313b77495aSJens Axboe {
3323b77495aSJens Axboe 	unsigned long size, tmp_check;
333f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
3343b77495aSJens Axboe 	u64 tmp;
3353b77495aSJens Axboe 
3363b77495aSJens Axboe 	if (sqe->rw_flags || sqe->splice_fd_in)
3373b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
3383b77495aSJens Axboe 
3393b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->fd);
3403b77495aSJens Axboe 	if (!tmp || tmp > USHRT_MAX)
3413b77495aSJens Axboe 		return -E2BIG;
3423b77495aSJens Axboe 	p->nbufs = tmp;
3433b77495aSJens Axboe 	p->addr = READ_ONCE(sqe->addr);
3443b77495aSJens Axboe 	p->len = READ_ONCE(sqe->len);
3453b77495aSJens Axboe 
3463b77495aSJens Axboe 	if (check_mul_overflow((unsigned long)p->len, (unsigned long)p->nbufs,
3473b77495aSJens Axboe 				&size))
3483b77495aSJens Axboe 		return -EOVERFLOW;
3493b77495aSJens Axboe 	if (check_add_overflow((unsigned long)p->addr, size, &tmp_check))
3503b77495aSJens Axboe 		return -EOVERFLOW;
3513b77495aSJens Axboe 
3523b77495aSJens Axboe 	size = (unsigned long)p->len * p->nbufs;
3533b77495aSJens Axboe 	if (!access_ok(u64_to_user_ptr(p->addr), size))
3543b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
3553b77495aSJens Axboe 
3563b77495aSJens Axboe 	p->bgid = READ_ONCE(sqe->buf_group);
3573b77495aSJens Axboe 	tmp = READ_ONCE(sqe->off);
3583b77495aSJens Axboe 	if (tmp > USHRT_MAX)
3593b77495aSJens Axboe 		return -E2BIG;
3603851d25cSJens Axboe 	if (tmp + p->nbufs >= USHRT_MAX)
3613851d25cSJens Axboe 		return -EINVAL;
3623b77495aSJens Axboe 	p->bid = tmp;
3633b77495aSJens Axboe 	return 0;
3643b77495aSJens Axboe }
3653b77495aSJens Axboe 
3663b77495aSJens Axboe static int io_refill_buffer_cache(struct io_ring_ctx *ctx)
3673b77495aSJens Axboe {
3683b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
3693b77495aSJens Axboe 	struct page *page;
3703b77495aSJens Axboe 	int bufs_in_page;
3713b77495aSJens Axboe 
3723b77495aSJens Axboe 	/*
3733b77495aSJens Axboe 	 * Completions that don't happen inline (eg not under uring_lock) will
3743b77495aSJens Axboe 	 * add to ->io_buffers_comp. If we don't have any free buffers, check
3753b77495aSJens Axboe 	 * the completion list and splice those entries first.
3763b77495aSJens Axboe 	 */
3773b77495aSJens Axboe 	if (!list_empty_careful(&ctx->io_buffers_comp)) {
3783b77495aSJens Axboe 		spin_lock(&ctx->completion_lock);
3793b77495aSJens Axboe 		if (!list_empty(&ctx->io_buffers_comp)) {
3803b77495aSJens Axboe 			list_splice_init(&ctx->io_buffers_comp,
3813b77495aSJens Axboe 						&ctx->io_buffers_cache);
3823b77495aSJens Axboe 			spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3833b77495aSJens Axboe 			return 0;
3843b77495aSJens Axboe 		}
3853b77495aSJens Axboe 		spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3863b77495aSJens Axboe 	}
3873b77495aSJens Axboe 
3883b77495aSJens Axboe 	/*
3893b77495aSJens Axboe 	 * No free buffers and no completion entries either. Allocate a new
3903b77495aSJens Axboe 	 * page worth of buffer entries and add those to our freelist.
3913b77495aSJens Axboe 	 */
3923b77495aSJens Axboe 	page = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
3933b77495aSJens Axboe 	if (!page)
3943b77495aSJens Axboe 		return -ENOMEM;
3953b77495aSJens Axboe 
3963b77495aSJens Axboe 	list_add(&page->lru, &ctx->io_buffers_pages);
3973b77495aSJens Axboe 
3983b77495aSJens Axboe 	buf = page_address(page);
3993b77495aSJens Axboe 	bufs_in_page = PAGE_SIZE / sizeof(*buf);
4003b77495aSJens Axboe 	while (bufs_in_page) {
4013b77495aSJens Axboe 		list_add_tail(&buf->list, &ctx->io_buffers_cache);
4023b77495aSJens Axboe 		buf++;
4033b77495aSJens Axboe 		bufs_in_page--;
4043b77495aSJens Axboe 	}
4053b77495aSJens Axboe 
4063b77495aSJens Axboe 	return 0;
4073b77495aSJens Axboe }
4083b77495aSJens Axboe 
4093b77495aSJens Axboe static int io_add_buffers(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_provide_buf *pbuf,
4103b77495aSJens Axboe 			  struct io_buffer_list *bl)
4113b77495aSJens Axboe {
4123b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer *buf;
4133b77495aSJens Axboe 	u64 addr = pbuf->addr;
4143b77495aSJens Axboe 	int i, bid = pbuf->bid;
4153b77495aSJens Axboe 
4163b77495aSJens Axboe 	for (i = 0; i < pbuf->nbufs; i++) {
4173b77495aSJens Axboe 		if (list_empty(&ctx->io_buffers_cache) &&
4183b77495aSJens Axboe 		    io_refill_buffer_cache(ctx))
4193b77495aSJens Axboe 			break;
4203b77495aSJens Axboe 		buf = list_first_entry(&ctx->io_buffers_cache, struct io_buffer,
4213b77495aSJens Axboe 					list);
4223b77495aSJens Axboe 		list_move_tail(&buf->list, &bl->buf_list);
4233b77495aSJens Axboe 		buf->addr = addr;
4243b77495aSJens Axboe 		buf->len = min_t(__u32, pbuf->len, MAX_RW_COUNT);
4253b77495aSJens Axboe 		buf->bid = bid;
4263b77495aSJens Axboe 		buf->bgid = pbuf->bgid;
4273b77495aSJens Axboe 		addr += pbuf->len;
4283b77495aSJens Axboe 		bid++;
4293b77495aSJens Axboe 		cond_resched();
4303b77495aSJens Axboe 	}
4313b77495aSJens Axboe 
4323b77495aSJens Axboe 	return i ? 0 : -ENOMEM;
4333b77495aSJens Axboe }
4343b77495aSJens Axboe 
4353b77495aSJens Axboe int io_provide_buffers(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
4363b77495aSJens Axboe {
437f2ccb5aeSStefan Metzmacher 	struct io_provide_buf *p = io_kiocb_to_cmd(req, struct io_provide_buf);
4383b77495aSJens Axboe 	struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
4393b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
4403b77495aSJens Axboe 	int ret = 0;
4413b77495aSJens Axboe 
4423b77495aSJens Axboe 	io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
4433b77495aSJens Axboe 
4443b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(p->bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) {
4453b77495aSJens Axboe 		ret = io_init_bl_list(ctx);
4463b77495aSJens Axboe 		if (ret)
4473b77495aSJens Axboe 			goto err;
4483b77495aSJens Axboe 	}
4493b77495aSJens Axboe 
4503b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, p->bgid);
4513b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(!bl)) {
452cc18cc5eSPavel Begunkov 		bl = kzalloc(sizeof(*bl), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
4533b77495aSJens Axboe 		if (!bl) {
4543b77495aSJens Axboe 			ret = -ENOMEM;
4553b77495aSJens Axboe 			goto err;
4563b77495aSJens Axboe 		}
4573b77495aSJens Axboe 		INIT_LIST_HEAD(&bl->buf_list);
4583b77495aSJens Axboe 		ret = io_buffer_add_list(ctx, bl, p->bgid);
4593b77495aSJens Axboe 		if (ret) {
4603b77495aSJens Axboe 			kfree(bl);
4613b77495aSJens Axboe 			goto err;
4623b77495aSJens Axboe 		}
4633b77495aSJens Axboe 	}
4643b77495aSJens Axboe 	/* can't add buffers via this command for a mapped buffer ring */
46525a2c188SJens Axboe 	if (bl->is_mapped) {
4663b77495aSJens Axboe 		ret = -EINVAL;
4673b77495aSJens Axboe 		goto err;
4683b77495aSJens Axboe 	}
4693b77495aSJens Axboe 
4703b77495aSJens Axboe 	ret = io_add_buffers(ctx, p, bl);
4713b77495aSJens Axboe err:
472c3b49093SPavel Begunkov 	io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
473c3b49093SPavel Begunkov 
4743b77495aSJens Axboe 	if (ret < 0)
4753b77495aSJens Axboe 		req_set_fail(req);
4763b77495aSJens Axboe 	io_req_set_res(req, ret, 0);
477c3b49093SPavel Begunkov 	return IOU_OK;
4783b77495aSJens Axboe }
4793b77495aSJens Axboe 
480ba56b632SJens Axboe static int io_pin_pbuf_ring(struct io_uring_buf_reg *reg,
481ba56b632SJens Axboe 			    struct io_buffer_list *bl)
4823b77495aSJens Axboe {
4833b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_ring *br;
4843b77495aSJens Axboe 	struct page **pages;
4853b77495aSJens Axboe 	int nr_pages;
4863b77495aSJens Axboe 
487ba56b632SJens Axboe 	pages = io_pin_pages(reg->ring_addr,
488ba56b632SJens Axboe 			     flex_array_size(br, bufs, reg->ring_entries),
489ba56b632SJens Axboe 			     &nr_pages);
490ba56b632SJens Axboe 	if (IS_ERR(pages))
491ba56b632SJens Axboe 		return PTR_ERR(pages);
492ba56b632SJens Axboe 
493ba56b632SJens Axboe 	br = page_address(pages[0]);
494*fcb46c0cSJens Axboe #ifdef SHM_COLOUR
495*fcb46c0cSJens Axboe 	/*
496*fcb46c0cSJens Axboe 	 * On platforms that have specific aliasing requirements, SHM_COLOUR
497*fcb46c0cSJens Axboe 	 * is set and we must guarantee that the kernel and user side align
498*fcb46c0cSJens Axboe 	 * nicely. We cannot do that if IOU_PBUF_RING_MMAP isn't set and
499*fcb46c0cSJens Axboe 	 * the application mmap's the provided ring buffer. Fail the request
500*fcb46c0cSJens Axboe 	 * if we, by chance, don't end up with aligned addresses. The app
501*fcb46c0cSJens Axboe 	 * should use IOU_PBUF_RING_MMAP instead, and liburing will handle
502*fcb46c0cSJens Axboe 	 * this transparently.
503*fcb46c0cSJens Axboe 	 */
504*fcb46c0cSJens Axboe 	if ((reg->ring_addr | (unsigned long) br) & (SHM_COLOUR - 1)) {
505*fcb46c0cSJens Axboe 		int i;
506*fcb46c0cSJens Axboe 
507*fcb46c0cSJens Axboe 		for (i = 0; i < nr_pages; i++)
508*fcb46c0cSJens Axboe 			unpin_user_page(pages[i]);
509*fcb46c0cSJens Axboe 		return -EINVAL;
510*fcb46c0cSJens Axboe 	}
511*fcb46c0cSJens Axboe #endif
512ba56b632SJens Axboe 	bl->buf_pages = pages;
513ba56b632SJens Axboe 	bl->buf_nr_pages = nr_pages;
514ba56b632SJens Axboe 	bl->buf_ring = br;
51525a2c188SJens Axboe 	bl->is_mapped = 1;
516c56e022cSJens Axboe 	bl->is_mmap = 0;
517c56e022cSJens Axboe 	return 0;
518c56e022cSJens Axboe }
519c56e022cSJens Axboe 
520c56e022cSJens Axboe static int io_alloc_pbuf_ring(struct io_uring_buf_reg *reg,
521c56e022cSJens Axboe 			      struct io_buffer_list *bl)
522c56e022cSJens Axboe {
523c56e022cSJens Axboe 	gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
524c56e022cSJens Axboe 	size_t ring_size;
525c56e022cSJens Axboe 	void *ptr;
526c56e022cSJens Axboe 
527c56e022cSJens Axboe 	ring_size = reg->ring_entries * sizeof(struct io_uring_buf_ring);
528c56e022cSJens Axboe 	ptr = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(ring_size));
529c56e022cSJens Axboe 	if (!ptr)
530c56e022cSJens Axboe 		return -ENOMEM;
531c56e022cSJens Axboe 
532c56e022cSJens Axboe 	bl->buf_ring = ptr;
533c56e022cSJens Axboe 	bl->is_mapped = 1;
534c56e022cSJens Axboe 	bl->is_mmap = 1;
535ba56b632SJens Axboe 	return 0;
536ba56b632SJens Axboe }
537ba56b632SJens Axboe 
538ba56b632SJens Axboe int io_register_pbuf_ring(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
539ba56b632SJens Axboe {
540ba56b632SJens Axboe 	struct io_uring_buf_reg reg;
541ba56b632SJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl, *free_bl = NULL;
542ba56b632SJens Axboe 	int ret;
543ba56b632SJens Axboe 
5443b77495aSJens Axboe 	if (copy_from_user(&reg, arg, sizeof(reg)))
5453b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
5463b77495aSJens Axboe 
54781cf17cdSJens Axboe 	if (reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2])
54881cf17cdSJens Axboe 		return -EINVAL;
549c56e022cSJens Axboe 	if (reg.flags & ~IOU_PBUF_RING_MMAP)
5503b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
551c56e022cSJens Axboe 	if (!(reg.flags & IOU_PBUF_RING_MMAP)) {
5523b77495aSJens Axboe 		if (!reg.ring_addr)
5533b77495aSJens Axboe 			return -EFAULT;
5543b77495aSJens Axboe 		if (reg.ring_addr & ~PAGE_MASK)
5553b77495aSJens Axboe 			return -EINVAL;
556c56e022cSJens Axboe 	} else {
557c56e022cSJens Axboe 		if (reg.ring_addr)
558c56e022cSJens Axboe 			return -EINVAL;
559c56e022cSJens Axboe 	}
560c56e022cSJens Axboe 
5613b77495aSJens Axboe 	if (!is_power_of_2(reg.ring_entries))
5623b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5633b77495aSJens Axboe 
5643b77495aSJens Axboe 	/* cannot disambiguate full vs empty due to head/tail size */
5653b77495aSJens Axboe 	if (reg.ring_entries >= 65536)
5663b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
5673b77495aSJens Axboe 
5683b77495aSJens Axboe 	if (unlikely(reg.bgid < BGID_ARRAY && !ctx->io_bl)) {
5693b77495aSJens Axboe 		int ret = io_init_bl_list(ctx);
5703b77495aSJens Axboe 		if (ret)
5713b77495aSJens Axboe 			return ret;
5723b77495aSJens Axboe 	}
5733b77495aSJens Axboe 
5743b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid);
5753b77495aSJens Axboe 	if (bl) {
5763b77495aSJens Axboe 		/* if mapped buffer ring OR classic exists, don't allow */
57725a2c188SJens Axboe 		if (bl->is_mapped || !list_empty(&bl->buf_list))
5783b77495aSJens Axboe 			return -EEXIST;
5793b77495aSJens Axboe 	} else {
5803b77495aSJens Axboe 		free_bl = bl = kzalloc(sizeof(*bl), GFP_KERNEL);
5813b77495aSJens Axboe 		if (!bl)
5823b77495aSJens Axboe 			return -ENOMEM;
5833b77495aSJens Axboe 	}
5843b77495aSJens Axboe 
585c56e022cSJens Axboe 	if (!(reg.flags & IOU_PBUF_RING_MMAP))
586ba56b632SJens Axboe 		ret = io_pin_pbuf_ring(&reg, bl);
587c56e022cSJens Axboe 	else
588c56e022cSJens Axboe 		ret = io_alloc_pbuf_ring(&reg, bl);
5893b77495aSJens Axboe 
590c56e022cSJens Axboe 	if (!ret) {
5913b77495aSJens Axboe 		bl->nr_entries = reg.ring_entries;
5923b77495aSJens Axboe 		bl->mask = reg.ring_entries - 1;
593ba56b632SJens Axboe 
5943b77495aSJens Axboe 		io_buffer_add_list(ctx, bl, reg.bgid);
5953b77495aSJens Axboe 		return 0;
5963b77495aSJens Axboe 	}
5973b77495aSJens Axboe 
598c56e022cSJens Axboe 	kfree(free_bl);
599c56e022cSJens Axboe 	return ret;
600c56e022cSJens Axboe }
601c56e022cSJens Axboe 
6023b77495aSJens Axboe int io_unregister_pbuf_ring(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg)
6033b77495aSJens Axboe {
6043b77495aSJens Axboe 	struct io_uring_buf_reg reg;
6053b77495aSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
6063b77495aSJens Axboe 
6073b77495aSJens Axboe 	if (copy_from_user(&reg, arg, sizeof(reg)))
6083b77495aSJens Axboe 		return -EFAULT;
60981cf17cdSJens Axboe 	if (reg.resv[0] || reg.resv[1] || reg.resv[2])
61081cf17cdSJens Axboe 		return -EINVAL;
61181cf17cdSJens Axboe 	if (reg.flags)
6123b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
6133b77495aSJens Axboe 
6143b77495aSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, reg.bgid);
6153b77495aSJens Axboe 	if (!bl)
6163b77495aSJens Axboe 		return -ENOENT;
61725a2c188SJens Axboe 	if (!bl->is_mapped)
6183b77495aSJens Axboe 		return -EINVAL;
6193b77495aSJens Axboe 
6203b77495aSJens Axboe 	__io_remove_buffers(ctx, bl, -1U);
6213b77495aSJens Axboe 	if (bl->bgid >= BGID_ARRAY) {
6223b77495aSJens Axboe 		xa_erase(&ctx->io_bl_xa, bl->bgid);
6233b77495aSJens Axboe 		kfree(bl);
6243b77495aSJens Axboe 	}
6253b77495aSJens Axboe 	return 0;
6263b77495aSJens Axboe }
627c56e022cSJens Axboe 
628c56e022cSJens Axboe void *io_pbuf_get_address(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long bgid)
629c56e022cSJens Axboe {
630c56e022cSJens Axboe 	struct io_buffer_list *bl;
631c56e022cSJens Axboe 
632c56e022cSJens Axboe 	bl = io_buffer_get_list(ctx, bgid);
633c56e022cSJens Axboe 	if (!bl || !bl->is_mmap)
634c56e022cSJens Axboe 		return NULL;
635c56e022cSJens Axboe 
636c56e022cSJens Axboe 	return bl->buf_ring;
637c56e022cSJens Axboe }
638