fs/read_write.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  linux/fs/read_write.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   6  */
   7
   8 #include <linux/slab.h>
   9 #include <linux/stat.h>
  10 #include <linux/sched/xacct.h>
  11 #include <linux/fcntl.h>
  12 #include <linux/file.h>
  13 #include <linux/uio.h>
  14 #include <linux/fsnotify.h>
  15 #include <linux/security.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/syscalls.h>
  18 #include <linux/pagemap.h>
  19 #include <linux/splice.h>
  20 #include <linux/compat.h>
  21 #include <linux/mount.h>
  22 #include <linux/fs.h>
  23 #include "internal.h"
  24
  25 #include <linux/uaccess.h>
  26 #include <asm/unistd.h>
  27
  28 const struct file_operations generic_ro_fops = {
  29         .llseek         = generic_file_llseek,
  30         .read_iter      = generic_file_read_iter,
  31         .mmap           = generic_file_readonly_mmap,
  32         .splice_read    = generic_file_splice_read,
  33 };
  34
  35 EXPORT_SYMBOL(generic_ro_fops);
  36
  37 static inline bool unsigned_offsets(struct file *file)
  38 {
  39         return file->f_mode & FMODE_UNSIGNED_OFFSET;
  40 }
  41
  42 /**
  43  * vfs_setpos - update the file offset for lseek
  44  * @file:       file structure in question
  45  * @offset:     file offset to seek to
  46  * @maxsize:    maximum file size
  47  *
  48  * This is a low-level filesystem helper for updating the file offset to
  49  * the value specified by @offset if the given offset is valid and it is
  50  * not equal to the current file offset.
  51  *
  52  * Return the specified offset on success and -EINVAL on invalid offset.
  53  */
  54 loff_t vfs_setpos(struct file *file, loff_t offset, loff_t maxsize)
  55 {
  56         if (offset < 0 && !unsigned_offsets(file))
  57                 return -EINVAL;
  58         if (offset > maxsize)
  59                 return -EINVAL;
  60
  61         if (offset != file->f_pos) {
  62                 file->f_pos = offset;
  63                 file->f_version = 0;
  64         }
  65         return offset;
  66 }
  67 EXPORT_SYMBOL(vfs_setpos);
  68
  69 /**
  70  * generic_file_llseek_size - generic llseek implementation for regular files
  71  * @file:       file structure to seek on
  72  * @offset:     file offset to seek to
  73  * @whence:     type of seek
  74  * @size:       max size of this file in file system
  75  * @eof:        offset used for SEEK_END position
  76  *
  77  * This is a variant of generic_file_llseek that allows passing in a custom
  78  * maximum file size and a custom EOF position, for e.g. hashed directories
  79  *
  80  * Synchronization:
  81  * SEEK_SET and SEEK_END are unsynchronized (but atomic on 64bit platforms)
  82  * SEEK_CUR is synchronized against other SEEK_CURs, but not read/writes.
  83  * read/writes behave like SEEK_SET against seeks.
  84  */
  85 loff_t
  86 generic_file_llseek_size(struct file *file, loff_t offset, int whence,
  87                 loff_t maxsize, loff_t eof)
  88 {
  89         switch (whence) {
  90         case SEEK_END:
  91                 offset += eof;
  92                 break;
  93         case SEEK_CUR:
  94                 /*
  95                  * Here we special-case the lseek(fd, 0, SEEK_CUR)
  96                  * position-querying operation.  Avoid rewriting the "same"
  97                  * f_pos value back to the file because a concurrent read(),
  98                  * write() or lseek() might have altered it
  99                  */
 100                 if (offset == 0)
 101                         return file->f_pos;
 102                 /*
 103                  * f_lock protects against read/modify/write race with other
 104                  * SEEK_CURs. Note that parallel writes and reads behave
 105                  * like SEEK_SET.
 106                  */
 107                 spin_lock(&file->f_lock);
 108                 offset = vfs_setpos(file, file->f_pos + offset, maxsize);
 109                 spin_unlock(&file->f_lock);
 110                 return offset;
 111         case SEEK_DATA:
 112                 /*
 113                  * In the generic case the entire file is data, so as long as
 114                  * offset isn't at the end of the file then the offset is data.
 115                  */
 116                 if ((unsigned long long)offset >= eof)
 117                         return -ENXIO;
 118                 break;
 119         case SEEK_HOLE:
 120                 /*
 121                  * There is a virtual hole at the end of the file, so as long as
 122                  * offset isn't i_size or larger, return i_size.
 123                  */
 124                 if ((unsigned long long)offset >= eof)
 125                         return -ENXIO;
 126                 offset = eof;
 127                 break;
 128         }
 129
 130         return vfs_setpos(file, offset, maxsize);
 131 }
 132 EXPORT_SYMBOL(generic_file_llseek_size);
 133
 134 /**
 135  * generic_file_llseek - generic llseek implementation for regular files
 136  * @file:       file structure to seek on
 137  * @offset:     file offset to seek to
 138  * @whence:     type of seek
 139  *
 140  * This is a generic implemenation of ->llseek useable for all normal local
 141  * filesystems.  It just updates the file offset to the value specified by
 142  * @offset and @whence.
 143  */
 144 loff_t generic_file_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 145 {
 146         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 147
 148         return generic_file_llseek_size(file, offset, whence,
 149                                         inode->i_sb->s_maxbytes,
 150                                         i_size_read(inode));
 151 }
 152 EXPORT_SYMBOL(generic_file_llseek);
 153
 154 /**
 155  * fixed_size_llseek - llseek implementation for fixed-sized devices
 156  * @file:       file structure to seek on
 157  * @offset:     file offset to seek to
 158  * @whence:     type of seek
 159  * @size:       size of the file
 160  *
 161  */
 162 loff_t fixed_size_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence, loff_t size)
 163 {
 164         switch (whence) {
 165         case SEEK_SET: case SEEK_CUR: case SEEK_END:
 166                 return generic_file_llseek_size(file, offset, whence,
 167                                                 size, size);
 168         default:
 169                 return -EINVAL;
 170         }
 171 }
 172 EXPORT_SYMBOL(fixed_size_llseek);
 173
 174 /**
 175  * no_seek_end_llseek - llseek implementation for fixed-sized devices
 176  * @file:       file structure to seek on
 177  * @offset:     file offset to seek to
 178  * @whence:     type of seek
 179  *
 180  */
 181 loff_t no_seek_end_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 182 {
 183         switch (whence) {
 184         case SEEK_SET: case SEEK_CUR:
 185                 return generic_file_llseek_size(file, offset, whence,
 186                                                 OFFSET_MAX, 0);
 187         default:
 188                 return -EINVAL;
 189         }
 190 }
 191 EXPORT_SYMBOL(no_seek_end_llseek);
 192
 193 /**
 194  * no_seek_end_llseek_size - llseek implementation for fixed-sized devices
 195  * @file:       file structure to seek on
 196  * @offset:     file offset to seek to
 197  * @whence:     type of seek
 198  * @size:       maximal offset allowed
 199  *
 200  */
 201 loff_t no_seek_end_llseek_size(struct file *file, loff_t offset, int whence, loff_t size)
 202 {
 203         switch (whence) {
 204         case SEEK_SET: case SEEK_CUR:
 205                 return generic_file_llseek_size(file, offset, whence,
 206                                                 size, 0);
 207         default:
 208                 return -EINVAL;
 209         }
 210 }
 211 EXPORT_SYMBOL(no_seek_end_llseek_size);
 212
 213 /**
 214  * noop_llseek - No Operation Performed llseek implementation
 215  * @file:       file structure to seek on
 216  * @offset:     file offset to seek to
 217  * @whence:     type of seek
 218  *
 219  * This is an implementation of ->llseek useable for the rare special case when
 220  * userspace expects the seek to succeed but the (device) file is actually not
 221  * able to perform the seek. In this case you use noop_llseek() instead of
 222  * falling back to the default implementation of ->llseek.
 223  */
 224 loff_t noop_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 225 {
 226         return file->f_pos;
 227 }
 228 EXPORT_SYMBOL(noop_llseek);
 229
 230 loff_t no_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 231 {
 232         return -ESPIPE;
 233 }
 234 EXPORT_SYMBOL(no_llseek);
 235
 236 loff_t default_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 237 {
 238         struct inode *inode = file_inode(file);
 239         loff_t retval;
 240
 241         inode_lock(inode);
 242         switch (whence) {
 243                 case SEEK_END:
 244                         offset += i_size_read(inode);
 245                         break;
 246                 case SEEK_CUR:
 247                         if (offset == 0) {
 248                                 retval = file->f_pos;
 249                                 goto out;
 250                         }
 251                         offset += file->f_pos;
 252                         break;
 253                 case SEEK_DATA:
 254                         /*
 255                          * In the generic case the entire file is data, so as
 256                          * long as offset isn't at the end of the file then the
 257                          * offset is data.
 258                          */
 259                         if (offset >= inode->i_size) {
 260                                 retval = -ENXIO;
 261                                 goto out;
 262                         }
 263                         break;
 264                 case SEEK_HOLE:
 265                         /*
 266                          * There is a virtual hole at the end of the file, so
 267                          * as long as offset isn't i_size or larger, return
 268                          * i_size.
 269                          */
 270                         if (offset >= inode->i_size) {
 271                                 retval = -ENXIO;
 272                                 goto out;
 273                         }
 274                         offset = inode->i_size;
 275                         break;
 276         }
 277         retval = -EINVAL;
 278         if (offset >= 0 || unsigned_offsets(file)) {
 279                 if (offset != file->f_pos) {
 280                         file->f_pos = offset;
 281                         file->f_version = 0;
 282                 }
 283                 retval = offset;
 284         }
 285 out:
 286         inode_unlock(inode);
 287         return retval;
 288 }
 289 EXPORT_SYMBOL(default_llseek);
 290
 291 loff_t vfs_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 292 {
 293         loff_t (*fn)(struct file *, loff_t, int);
 294
 295         fn = no_llseek;
 296         if (file->f_mode & FMODE_LSEEK) {
 297                 if (file->f_op->llseek)
 298                         fn = file->f_op->llseek;
 299         }
 300         return fn(file, offset, whence);
 301 }
 302 EXPORT_SYMBOL(vfs_llseek);
 303
 304 SYSCALL_DEFINE3(lseek, unsigned int, fd, off_t, offset, unsigned int, whence)
 305 {
 306         off_t retval;
 307         struct fd f = fdget_pos(fd);
 308         if (!f.file)
 309                 return -EBADF;
 310
 311         retval = -EINVAL;
 312         if (whence <= SEEK_MAX) {
 313                 loff_t res = vfs_llseek(f.file, offset, whence);
 314                 retval = res;
 315                 if (res != (loff_t)retval)
 316                         retval = -EOVERFLOW;    /* LFS: should only happen on 32 bit platforms */
 317         }
 318         fdput_pos(f);
 319         return retval;
 320 }
 321
 322 #ifdef CONFIG_COMPAT
 323 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(lseek, unsigned int, fd, compat_off_t, offset, unsigned int, whence)
 324 {
 325         return sys_lseek(fd, offset, whence);
 326 }
 327 #endif
 328
 329 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_LLSEEK
 330 SYSCALL_DEFINE5(llseek, unsigned int, fd, unsigned long, offset_high,
 331                 unsigned long, offset_low, loff_t __user *, result,
 332                 unsigned int, whence)
 333 {
 334         int retval;
 335         struct fd f = fdget_pos(fd);
 336         loff_t offset;
 337
 338         if (!f.file)
 339                 return -EBADF;
 340
 341         retval = -EINVAL;
 342         if (whence > SEEK_MAX)
 343                 goto out_putf;
 344
 345         offset = vfs_llseek(f.file, ((loff_t) offset_high << 32) | offset_low,
 346                         whence);
 347
 348         retval = (int)offset;
 349         if (offset >= 0) {
 350                 retval = -EFAULT;
 351                 if (!copy_to_user(result, &offset, sizeof(offset)))
 352                         retval = 0;
 353         }
 354 out_putf:
 355         fdput_pos(f);
 356         return retval;
 357 }
 358 #endif
 359
 360 int rw_verify_area(int read_write, struct file *file, const loff_t *ppos, size_t count)
 361 {
 362         struct inode *inode;
 363         loff_t pos;
 364         int retval = -EINVAL;
 365
 366         inode = file_inode(file);
 367         if (unlikely((ssize_t) count < 0))
 368                 return retval;
 369         pos = *ppos;
 370         if (unlikely(pos < 0)) {
 371                 if (!unsigned_offsets(file))
 372                         return retval;
 373                 if (count >= -pos) /* both values are in 0..LLONG_MAX */
 374                         return -EOVERFLOW;
 375         } else if (unlikely((loff_t) (pos + count) < 0)) {
 376                 if (!unsigned_offsets(file))
 377                         return retval;
 378         }
 379
 380         if (unlikely(inode->i_flctx && mandatory_lock(inode))) {
 381                 retval = locks_mandatory_area(inode, file, pos, pos + count - 1,
 382                                 read_write == READ ? F_RDLCK : F_WRLCK);
 383                 if (retval < 0)
 384                         return retval;
 385         }
 386         return security_file_permission(file,
 387                                 read_write == READ ? MAY_READ : MAY_WRITE);
 388 }
 389
 390 static ssize_t new_sync_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
 391 {
 392         struct iovec iov = { .iov_base = buf, .iov_len = len };
 393         struct kiocb kiocb;
 394         struct iov_iter iter;
 395         ssize_t ret;
 396
 397         init_sync_kiocb(&kiocb, filp);
 398         kiocb.ki_pos = *ppos;
 399         iov_iter_init(&iter, READ, &iov, 1, len);
 400
 401         ret = call_read_iter(filp, &kiocb, &iter);
 402         BUG_ON(ret == -EIOCBQUEUED);
 403         *ppos = kiocb.ki_pos;
 404         return ret;
 405 }
 406
 407 ssize_t __vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count,
 408                    loff_t *pos)
 409 {
 410         if (file->f_op->read)
 411                 return file->f_op->read(file, buf, count, pos);
 412         else if (file->f_op->read_iter)
 413                 return new_sync_read(file, buf, count, pos);
 414         else
 415                 return -EINVAL;
 416 }
 417
 418 ssize_t kernel_read(struct file *file, void *buf, size_t count, loff_t *pos)
 419 {
 420         mm_segment_t old_fs;
 421         ssize_t result;
 422
 423         old_fs = get_fs();
 424         set_fs(get_ds());
 425         /* The cast to a user pointer is valid due to the set_fs() */
 426         result = vfs_read(file, (void __user *)buf, count, pos);
 427         set_fs(old_fs);
 428         return result;
 429 }
 430 EXPORT_SYMBOL(kernel_read);
 431
 432 ssize_t vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
 433 {
 434         ssize_t ret;
 435
 436         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
 437                 return -EBADF;
 438         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_READ))
 439                 return -EINVAL;
 440         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, count)))
 441                 return -EFAULT;
 442
 443         ret = rw_verify_area(READ, file, pos, count);
 444         if (!ret) {
 445                 if (count > MAX_RW_COUNT)
 446                         count =  MAX_RW_COUNT;
 447                 ret = __vfs_read(file, buf, count, pos);
 448                 if (ret > 0) {
 449                         fsnotify_access(file);
 450                         add_rchar(current, ret);
 451                 }
 452                 inc_syscr(current);
 453         }
 454
 455         return ret;
 456 }
 457
 458 static ssize_t new_sync_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
 459 {
 460         struct iovec iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = len };
 461         struct kiocb kiocb;
 462         struct iov_iter iter;
 463         ssize_t ret;
 464
 465         init_sync_kiocb(&kiocb, filp);
 466         kiocb.ki_pos = *ppos;
 467         iov_iter_init(&iter, WRITE, &iov, 1, len);
 468
 469         ret = call_write_iter(filp, &kiocb, &iter);
 470         BUG_ON(ret == -EIOCBQUEUED);
 471         if (ret > 0)
 472                 *ppos = kiocb.ki_pos;
 473         return ret;
 474 }
 475
 476 ssize_t __vfs_write(struct file *file, const char __user *p, size_t count,
 477                     loff_t *pos)
 478 {
 479         if (file->f_op->write)
 480                 return file->f_op->write(file, p, count, pos);
 481         else if (file->f_op->write_iter)
 482                 return new_sync_write(file, p, count, pos);
 483         else
 484                 return -EINVAL;
 485 }
 486
 487 ssize_t __kernel_write(struct file *file, const void *buf, size_t count, loff_t *pos)
 488 {
 489         mm_segment_t old_fs;
 490         const char __user *p;
 491         ssize_t ret;
 492
 493         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE))
 494                 return -EINVAL;
 495
 496         old_fs = get_fs();
 497         set_fs(get_ds());
 498         p = (__force const char __user *)buf;
 499         if (count > MAX_RW_COUNT)
 500                 count =  MAX_RW_COUNT;
 501         ret = __vfs_write(file, p, count, pos);
 502         set_fs(old_fs);
 503         if (ret > 0) {
 504                 fsnotify_modify(file);
 505                 add_wchar(current, ret);
 506         }
 507         inc_syscw(current);
 508         return ret;
 509 }
 510 EXPORT_SYMBOL(__kernel_write);
 511
 512 ssize_t kernel_write(struct file *file, const void *buf, size_t count,
 513                             loff_t *pos)
 514 {
 515         mm_segment_t old_fs;
 516         ssize_t res;
 517
 518         old_fs = get_fs();
 519         set_fs(get_ds());
 520         /* The cast to a user pointer is valid due to the set_fs() */
 521         res = vfs_write(file, (__force const char __user *)buf, count, pos);
 522         set_fs(old_fs);
 523
 524         return res;
 525 }
 526 EXPORT_SYMBOL(kernel_write);
 527
 528 ssize_t vfs_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
 529 {
 530         ssize_t ret;
 531
 532         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 533                 return -EBADF;
 534         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE))
 535                 return -EINVAL;
 536         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, buf, count)))
 537                 return -EFAULT;
 538
 539         ret = rw_verify_area(WRITE, file, pos, count);
 540         if (!ret) {
 541                 if (count > MAX_RW_COUNT)
 542                         count =  MAX_RW_COUNT;
 543                 file_start_write(file);
 544                 ret = __vfs_write(file, buf, count, pos);
 545                 if (ret > 0) {
 546                         fsnotify_modify(file);
 547                         add_wchar(current, ret);
 548                 }
 549                 inc_syscw(current);
 550                 file_end_write(file);
 551         }
 552
 553         return ret;
 554 }
 555
 556 static inline loff_t file_pos_read(struct file *file)
 557 {
 558         return file->f_pos;
 559 }
 560
 561 static inline void file_pos_write(struct file *file, loff_t pos)
 562 {
 563         file->f_pos = pos;
 564 }
 565
 566 SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count)
 567 {
 568         struct fd f = fdget_pos(fd);
 569         ssize_t ret = -EBADF;
 570
 571         if (f.file) {
 572                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
 573                 ret = vfs_read(f.file, buf, count, &pos);
 574                 if (ret >= 0)
 575                         file_pos_write(f.file, pos);
 576                 fdput_pos(f);
 577         }
 578         return ret;
 579 }
 580
 581 SYSCALL_DEFINE3(write, unsigned int, fd, const char __user *, buf,
 582                 size_t, count)
 583 {
 584         struct fd f = fdget_pos(fd);
 585         ssize_t ret = -EBADF;
 586
 587         if (f.file) {
 588                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
 589                 ret = vfs_write(f.file, buf, count, &pos);
 590                 if (ret >= 0)
 591                         file_pos_write(f.file, pos);
 592                 fdput_pos(f);
 593         }
 594
 595         return ret;
 596 }
 597
 598 SYSCALL_DEFINE4(pread64, unsigned int, fd, char __user *, buf,
 599                         size_t, count, loff_t, pos)
 600 {
 601         struct fd f;
 602         ssize_t ret = -EBADF;
 603
 604         if (pos < 0)
 605                 return -EINVAL;
 606
 607         f = fdget(fd);
 608         if (f.file) {
 609                 ret = -ESPIPE;
 610                 if (f.file->f_mode & FMODE_PREAD)
 611                         ret = vfs_read(f.file, buf, count, &pos);
 612                 fdput(f);
 613         }
 614
 615         return ret;
 616 }
 617
 618 SYSCALL_DEFINE4(pwrite64, unsigned int, fd, const char __user *, buf,
 619                          size_t, count, loff_t, pos)
 620 {
 621         struct fd f;
 622         ssize_t ret = -EBADF;
 623
 624         if (pos < 0)
 625                 return -EINVAL;
 626
 627         f = fdget(fd);
 628         if (f.file) {
 629                 ret = -ESPIPE;
 630                 if (f.file->f_mode & FMODE_PWRITE)
 631                         ret = vfs_write(f.file, buf, count, &pos);
 632                 fdput(f);
 633         }
 634
 635         return ret;
 636 }
 637
 638 static ssize_t do_iter_readv_writev(struct file *filp, struct iov_iter *iter,
 639                 loff_t *ppos, int type, rwf_t flags)
 640 {
 641         struct kiocb kiocb;
 642         ssize_t ret;
 643
 644         init_sync_kiocb(&kiocb, filp);
 645         ret = kiocb_set_rw_flags(&kiocb, flags);
 646         if (ret)
 647                 return ret;
 648         kiocb.ki_pos = *ppos;
 649
 650         if (type == READ)
 651                 ret = call_read_iter(filp, &kiocb, iter);
 652         else
 653                 ret = call_write_iter(filp, &kiocb, iter);
 654         BUG_ON(ret == -EIOCBQUEUED);
 655         *ppos = kiocb.ki_pos;
 656         return ret;
 657 }
 658
 659 /* Do it by hand, with file-ops */
 660 static ssize_t do_loop_readv_writev(struct file *filp, struct iov_iter *iter,
 661                 loff_t *ppos, int type, rwf_t flags)
 662 {
 663         ssize_t ret = 0;
 664
 665         if (flags & ~RWF_HIPRI)
 666                 return -EOPNOTSUPP;
 667
 668         while (iov_iter_count(iter)) {
 669                 struct iovec iovec = iov_iter_iovec(iter);
 670                 ssize_t nr;
 671
 672                 if (type == READ) {
 673                         nr = filp->f_op->read(filp, iovec.iov_base,
 674                                               iovec.iov_len, ppos);
 675                 } else {
 676                         nr = filp->f_op->write(filp, iovec.iov_base,
 677                                                iovec.iov_len, ppos);
 678                 }
 679
 680                 if (nr < 0) {
 681                         if (!ret)
 682                                 ret = nr;
 683                         break;
 684                 }
 685                 ret += nr;
 686                 if (nr != iovec.iov_len)
 687                         break;
 688                 iov_iter_advance(iter, nr);
 689         }
 690
 691         return ret;
 692 }
 693
 694 /* A write operation does a read from user space and vice versa */
 695 #define vrfy_dir(type) ((type) == READ ? VERIFY_WRITE : VERIFY_READ)
 696
 697 /**
 698  * rw_copy_check_uvector() - Copy an array of &struct iovec from userspace
 699  *     into the kernel and check that it is valid.
 700  *
 701  * @type: One of %CHECK_IOVEC_ONLY, %READ, or %WRITE.
 702  * @uvector: Pointer to the userspace array.
 703  * @nr_segs: Number of elements in userspace array.
 704  * @fast_segs: Number of elements in @fast_pointer.
 705  * @fast_pointer: Pointer to (usually small on-stack) kernel array.
 706  * @ret_pointer: (output parameter) Pointer to a variable that will point to
 707  *     either @fast_pointer, a newly allocated kernel array, or NULL,
 708  *     depending on which array was used.
 709  *
 710  * This function copies an array of &struct iovec of @nr_segs from
 711  * userspace into the kernel and checks that each element is valid (e.g.
 712  * it does not point to a kernel address or cause overflow by being too
 713  * large, etc.).
 714  *
 715  * As an optimization, the caller may provide a pointer to a small
 716  * on-stack array in @fast_pointer, typically %UIO_FASTIOV elements long
 717  * (the size of this array, or 0 if unused, should be given in @fast_segs).
 718  *
 719  * @ret_pointer will always point to the array that was used, so the
 720  * caller must take care not to call kfree() on it e.g. in case the
 721  * @fast_pointer array was used and it was allocated on the stack.
 722  *
 723  * Return: The total number of bytes covered by the iovec array on success
 724  *   or a negative error code on error.
 725  */
 726 ssize_t rw_copy_check_uvector(int type, const struct iovec __user * uvector,
 727                               unsigned long nr_segs, unsigned long fast_segs,
 728                               struct iovec *fast_pointer,
 729                               struct iovec **ret_pointer)
 730 {
 731         unsigned long seg;
 732         ssize_t ret;
 733         struct iovec *iov = fast_pointer;
 734
 735         /*
 736          * SuS says "The readv() function *may* fail if the iovcnt argument
 737          * was less than or equal to 0, or greater than {IOV_MAX}.  Linux has
 738          * traditionally returned zero for zero segments, so...
 739          */
 740         if (nr_segs == 0) {
 741                 ret = 0;
 742                 goto out;
 743         }
 744
 745         /*
 746          * First get the "struct iovec" from user memory and
 747          * verify all the pointers
 748          */
 749         if (nr_segs > UIO_MAXIOV) {
 750                 ret = -EINVAL;
 751                 goto out;
 752         }
 753         if (nr_segs > fast_segs) {
 754                 iov = kmalloc(nr_segs*sizeof(struct iovec), GFP_KERNEL);
 755                 if (iov == NULL) {
 756                         ret = -ENOMEM;
 757                         goto out;
 758                 }
 759         }
 760         if (copy_from_user(iov, uvector, nr_segs*sizeof(*uvector))) {
 761                 ret = -EFAULT;
 762                 goto out;
 763         }
 764
 765         /*
 766          * According to the Single Unix Specification we should return EINVAL
 767          * if an element length is < 0 when cast to ssize_t or if the
 768          * total length would overflow the ssize_t return value of the
 769          * system call.
 770          *
 771          * Linux caps all read/write calls to MAX_RW_COUNT, and avoids the
 772          * overflow case.
 773          */
 774         ret = 0;
 775         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
 776                 void __user *buf = iov[seg].iov_base;
 777                 ssize_t len = (ssize_t)iov[seg].iov_len;
 778
 779                 /* see if we we're about to use an invalid len or if
 780                  * it's about to overflow ssize_t */
 781                 if (len < 0) {
 782                         ret = -EINVAL;
 783                         goto out;
 784                 }
 785                 if (type >= 0
 786                     && unlikely(!access_ok(vrfy_dir(type), buf, len))) {
 787                         ret = -EFAULT;
 788                         goto out;
 789                 }
 790                 if (len > MAX_RW_COUNT - ret) {
 791                         len = MAX_RW_COUNT - ret;
 792                         iov[seg].iov_len = len;
 793                 }
 794                 ret += len;
 795         }
 796 out:
 797         *ret_pointer = iov;
 798         return ret;
 799 }
 800
 801 #ifdef CONFIG_COMPAT
 802 ssize_t compat_rw_copy_check_uvector(int type,
 803                 const struct compat_iovec __user *uvector, unsigned long nr_segs,
 804                 unsigned long fast_segs, struct iovec *fast_pointer,
 805                 struct iovec **ret_pointer)
 806 {
 807         compat_ssize_t tot_len;
 808         struct iovec *iov = *ret_pointer = fast_pointer;
 809         ssize_t ret = 0;
 810         int seg;
 811
 812         /*
 813          * SuS says "The readv() function *may* fail if the iovcnt argument
 814          * was less than or equal to 0, or greater than {IOV_MAX}.  Linux has
 815          * traditionally returned zero for zero segments, so...
 816          */
 817         if (nr_segs == 0)
 818                 goto out;
 819
 820         ret = -EINVAL;
 821         if (nr_segs > UIO_MAXIOV)
 822                 goto out;
 823         if (nr_segs > fast_segs) {
 824                 ret = -ENOMEM;
 825                 iov = kmalloc(nr_segs*sizeof(struct iovec), GFP_KERNEL);
 826                 if (iov == NULL)
 827                         goto out;
 828         }
 829         *ret_pointer = iov;
 830
 831         ret = -EFAULT;
 832         if (!access_ok(VERIFY_READ, uvector, nr_segs*sizeof(*uvector)))
 833                 goto out;
 834
 835         /*
 836          * Single unix specification:
 837          * We should -EINVAL if an element length is not >= 0 and fitting an
 838          * ssize_t.
 839          *
 840          * In Linux, the total length is limited to MAX_RW_COUNT, there is
 841          * no overflow possibility.
 842          */
 843         tot_len = 0;
 844         ret = -EINVAL;
 845         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
 846                 compat_uptr_t buf;
 847                 compat_ssize_t len;
 848
 849                 if (__get_user(len, &uvector->iov_len) ||
 850                    __get_user(buf, &uvector->iov_base)) {
 851                         ret = -EFAULT;
 852                         goto out;
 853                 }
 854                 if (len < 0)    /* size_t not fitting in compat_ssize_t .. */
 855                         goto out;
 856                 if (type >= 0 &&
 857                     !access_ok(vrfy_dir(type), compat_ptr(buf), len)) {
 858                         ret = -EFAULT;
 859                         goto out;
 860                 }
 861                 if (len > MAX_RW_COUNT - tot_len)
 862                         len = MAX_RW_COUNT - tot_len;
 863                 tot_len += len;
 864                 iov->iov_base = compat_ptr(buf);
 865                 iov->iov_len = (compat_size_t) len;
 866                 uvector++;
 867                 iov++;
 868         }
 869         ret = tot_len;
 870
 871 out:
 872         return ret;
 873 }
 874 #endif
 875
 876 static ssize_t do_iter_read(struct file *file, struct iov_iter *iter,
 877                 loff_t *pos, rwf_t flags)
 878 {
 879         size_t tot_len;
 880         ssize_t ret = 0;
 881
 882         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
 883                 return -EBADF;
 884         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_READ))
 885                 return -EINVAL;
 886
 887         tot_len = iov_iter_count(iter);
 888         if (!tot_len)
 889                 goto out;
 890         ret = rw_verify_area(READ, file, pos, tot_len);
 891         if (ret < 0)
 892                 return ret;
 893
 894         if (file->f_op->read_iter)
 895                 ret = do_iter_readv_writev(file, iter, pos, READ, flags);
 896         else
 897                 ret = do_loop_readv_writev(file, iter, pos, READ, flags);
 898 out:
 899         if (ret >= 0)
 900                 fsnotify_access(file);
 901         return ret;
 902 }
 903
 904 ssize_t vfs_iter_read(struct file *file, struct iov_iter *iter, loff_t *ppos,
 905                 rwf_t flags)
 906 {
 907         if (!file->f_op->read_iter)
 908                 return -EINVAL;
 909         return do_iter_read(file, iter, ppos, flags);
 910 }
 911 EXPORT_SYMBOL(vfs_iter_read);
 912
 913 static ssize_t do_iter_write(struct file *file, struct iov_iter *iter,
 914                 loff_t *pos, rwf_t flags)
 915 {
 916         size_t tot_len;
 917         ssize_t ret = 0;
 918
 919         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
 920                 return -EBADF;
 921         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE))
 922                 return -EINVAL;
 923
 924         tot_len = iov_iter_count(iter);
 925         if (!tot_len)
 926                 return 0;
 927         ret = rw_verify_area(WRITE, file, pos, tot_len);
 928         if (ret < 0)
 929                 return ret;
 930
 931         if (file->f_op->write_iter)
 932                 ret = do_iter_readv_writev(file, iter, pos, WRITE, flags);
 933         else
 934                 ret = do_loop_readv_writev(file, iter, pos, WRITE, flags);
 935         if (ret > 0)
 936                 fsnotify_modify(file);
 937         return ret;
 938 }
 939
 940 ssize_t vfs_iter_write(struct file *file, struct iov_iter *iter, loff_t *ppos,
 941                 rwf_t flags)
 942 {
 943         if (!file->f_op->write_iter)
 944                 return -EINVAL;
 945         return do_iter_write(file, iter, ppos, flags);
 946 }
 947 EXPORT_SYMBOL(vfs_iter_write);
 948
 949 ssize_t vfs_readv(struct file *file, const struct iovec __user *vec,
 950                   unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
 951 {
 952         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
 953         struct iovec *iov = iovstack;
 954         struct iov_iter iter;
 955         ssize_t ret;
 956
 957         ret = import_iovec(READ, vec, vlen, ARRAY_SIZE(iovstack), &iov, &iter);
 958         if (ret >= 0) {
 959                 ret = do_iter_read(file, &iter, pos, flags);
 960                 kfree(iov);
 961         }
 962
 963         return ret;
 964 }
 965
 966 static ssize_t vfs_writev(struct file *file, const struct iovec __user *vec,
 967                    unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
 968 {
 969         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
 970         struct iovec *iov = iovstack;
 971         struct iov_iter iter;
 972         ssize_t ret;
 973
 974         ret = import_iovec(WRITE, vec, vlen, ARRAY_SIZE(iovstack), &iov, &iter);
 975         if (ret >= 0) {
 976                 file_start_write(file);
 977                 ret = do_iter_write(file, &iter, pos, flags);
 978                 file_end_write(file);
 979                 kfree(iov);
 980         }
 981         return ret;
 982 }
 983
 984 static ssize_t do_readv(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
 985                         unsigned long vlen, rwf_t flags)
 986 {
 987         struct fd f = fdget_pos(fd);
 988         ssize_t ret = -EBADF;
 989
 990         if (f.file) {
 991                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
 992                 ret = vfs_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
 993                 if (ret >= 0)
 994                         file_pos_write(f.file, pos);
 995                 fdput_pos(f);
 996         }
 997
 998         if (ret > 0)
 999                 add_rchar(current, ret);
1000         inc_syscr(current);
1001         return ret;
1002 }
1003
1004 static ssize_t do_writev(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1005                          unsigned long vlen, rwf_t flags)
1006 {
1007         struct fd f = fdget_pos(fd);
1008         ssize_t ret = -EBADF;
1009
1010         if (f.file) {
1011                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
1012                 ret = vfs_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1013                 if (ret >= 0)
1014                         file_pos_write(f.file, pos);
1015                 fdput_pos(f);
1016         }
1017
1018         if (ret > 0)
1019                 add_wchar(current, ret);
1020         inc_syscw(current);
1021         return ret;
1022 }
1023
1024 static inline loff_t pos_from_hilo(unsigned long high, unsigned long low)
1025 {
1026 #define HALF_LONG_BITS (BITS_PER_LONG / 2)
1027         return (((loff_t)high << HALF_LONG_BITS) << HALF_LONG_BITS) | low;
1028 }
1029
1030 static ssize_t do_preadv(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1031                          unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1032 {
1033         struct fd f;
1034         ssize_t ret = -EBADF;
1035
1036         if (pos < 0)
1037                 return -EINVAL;
1038
1039         f = fdget(fd);
1040         if (f.file) {
1041                 ret = -ESPIPE;
1042                 if (f.file->f_mode & FMODE_PREAD)
1043                         ret = vfs_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1044                 fdput(f);
1045         }
1046
1047         if (ret > 0)
1048                 add_rchar(current, ret);
1049         inc_syscr(current);
1050         return ret;
1051 }
1052
1053 static ssize_t do_pwritev(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1054                           unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1055 {
1056         struct fd f;
1057         ssize_t ret = -EBADF;
1058
1059         if (pos < 0)
1060                 return -EINVAL;
1061
1062         f = fdget(fd);
1063         if (f.file) {
1064                 ret = -ESPIPE;
1065                 if (f.file->f_mode & FMODE_PWRITE)
1066                         ret = vfs_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1067                 fdput(f);
1068         }
1069
1070         if (ret > 0)
1071                 add_wchar(current, ret);
1072         inc_syscw(current);
1073         return ret;
1074 }
1075
1076 SYSCALL_DEFINE3(readv, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1077                 unsigned long, vlen)
1078 {
1079         return do_readv(fd, vec, vlen, 0);
1080 }
1081
1082 SYSCALL_DEFINE3(writev, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1083                 unsigned long, vlen)
1084 {
1085         return do_writev(fd, vec, vlen, 0);
1086 }
1087
1088 SYSCALL_DEFINE5(preadv, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1089                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h)
1090 {
1091         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1092
1093         return do_preadv(fd, vec, vlen, pos, 0);
1094 }
1095
1096 SYSCALL_DEFINE6(preadv2, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1097                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h,
1098                 rwf_t, flags)
1099 {
1100         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1101
1102         if (pos == -1)
1103                 return do_readv(fd, vec, vlen, flags);
1104
1105         return do_preadv(fd, vec, vlen, pos, flags);
1106 }
1107
1108 SYSCALL_DEFINE5(pwritev, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1109                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h)
1110 {
1111         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1112
1113         return do_pwritev(fd, vec, vlen, pos, 0);
1114 }
1115
1116 SYSCALL_DEFINE6(pwritev2, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1117                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h,
1118                 rwf_t, flags)
1119 {
1120         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1121
1122         if (pos == -1)
1123                 return do_writev(fd, vec, vlen, flags);
1124
1125         return do_pwritev(fd, vec, vlen, pos, flags);
1126 }
1127
1128 #ifdef CONFIG_COMPAT
1129 static size_t compat_readv(struct file *file,
1130                            const struct compat_iovec __user *vec,
1131                            unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
1132 {
1133         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
1134         struct iovec *iov = iovstack;
1135         struct iov_iter iter;
1136         ssize_t ret;
1137
1138         ret = compat_import_iovec(READ, vec, vlen, UIO_FASTIOV, &iov, &iter);
1139         if (ret >= 0) {
1140                 ret = do_iter_read(file, &iter, pos, flags);
1141                 kfree(iov);
1142         }
1143         if (ret > 0)
1144                 add_rchar(current, ret);
1145         inc_syscr(current);
1146         return ret;
1147 }
1148
1149 static size_t do_compat_readv(compat_ulong_t fd,
1150                                  const struct compat_iovec __user *vec,
1151                                  compat_ulong_t vlen, rwf_t flags)
1152 {
1153         struct fd f = fdget_pos(fd);
1154         ssize_t ret;
1155         loff_t pos;
1156
1157         if (!f.file)
1158                 return -EBADF;
1159         pos = f.file->f_pos;
1160         ret = compat_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1161         if (ret >= 0)
1162                 f.file->f_pos = pos;
1163         fdput_pos(f);
1164         return ret;
1165
1166 }
1167
1168 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(readv, compat_ulong_t, fd,
1169                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1170                 compat_ulong_t, vlen)
1171 {
1172         return do_compat_readv(fd, vec, vlen, 0);
1173 }
1174
1175 static long do_compat_preadv64(unsigned long fd,
1176                                   const struct compat_iovec __user *vec,
1177                                   unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1178 {
1179         struct fd f;
1180         ssize_t ret;
1181
1182         if (pos < 0)
1183                 return -EINVAL;
1184         f = fdget(fd);
1185         if (!f.file)
1186                 return -EBADF;
1187         ret = -ESPIPE;
1188         if (f.file->f_mode & FMODE_PREAD)
1189                 ret = compat_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1190         fdput(f);
1191         return ret;
1192 }
1193
1194 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PREADV64
1195 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(preadv64, unsigned long, fd,
1196                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1197                 unsigned long, vlen, loff_t, pos)
1198 {
1199         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1200 }
1201 #endif
1202
1203 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(preadv, compat_ulong_t, fd,
1204                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1205                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high)
1206 {
1207         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1208
1209         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1210 }
1211
1212 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PREADV64V2
1213 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(preadv64v2, unsigned long, fd,
1214                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1215                 unsigned long, vlen, loff_t, pos, rwf_t, flags)
1216 {
1217         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1218 }
1219 #endif
1220
1221 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(preadv2, compat_ulong_t, fd,
1222                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1223                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high,
1224                 rwf_t, flags)
1225 {
1226         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1227
1228         if (pos == -1)
1229                 return do_compat_readv(fd, vec, vlen, flags);
1230
1231         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1232 }
1233
1234 static size_t compat_writev(struct file *file,
1235                             const struct compat_iovec __user *vec,
1236                             unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
1237 {
1238         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
1239         struct iovec *iov = iovstack;
1240         struct iov_iter iter;
1241         ssize_t ret;
1242
1243         ret = compat_import_iovec(WRITE, vec, vlen, UIO_FASTIOV, &iov, &iter);
1244         if (ret >= 0) {
1245                 file_start_write(file);
1246                 ret = do_iter_write(file, &iter, pos, flags);
1247                 file_end_write(file);
1248                 kfree(iov);
1249         }
1250         if (ret > 0)
1251                 add_wchar(current, ret);
1252         inc_syscw(current);
1253         return ret;
1254 }
1255
1256 static size_t do_compat_writev(compat_ulong_t fd,
1257                                   const struct compat_iovec __user* vec,
1258                                   compat_ulong_t vlen, rwf_t flags)
1259 {
1260         struct fd f = fdget_pos(fd);
1261         ssize_t ret;
1262         loff_t pos;
1263
1264         if (!f.file)
1265                 return -EBADF;
1266         pos = f.file->f_pos;
1267         ret = compat_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1268         if (ret >= 0)
1269                 f.file->f_pos = pos;
1270         fdput_pos(f);
1271         return ret;
1272 }
1273
1274 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(writev, compat_ulong_t, fd,
1275                 const struct compat_iovec __user *, vec,
1276                 compat_ulong_t, vlen)
1277 {
1278         return do_compat_writev(fd, vec, vlen, 0);
1279 }
1280
1281 static long do_compat_pwritev64(unsigned long fd,
1282                                    const struct compat_iovec __user *vec,
1283                                    unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1284 {
1285         struct fd f;
1286         ssize_t ret;
1287
1288         if (pos < 0)
1289                 return -EINVAL;
1290         f = fdget(fd);
1291         if (!f.file)
1292                 return -EBADF;
1293         ret = -ESPIPE;
1294         if (f.file->f_mode & FMODE_PWRITE)
1295                 ret = compat_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1296         fdput(f);
1297         return ret;
1298 }
1299
1300 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PWRITEV64
1301 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(pwritev64, unsigned long, fd,
1302                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1303                 unsigned long, vlen, loff_t, pos)
1304 {
1305         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1306 }
1307 #endif
1308
1309 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(pwritev, compat_ulong_t, fd,
1310                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1311                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high)
1312 {
1313         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1314
1315         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1316 }
1317
1318 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PWRITEV64V2
1319 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(pwritev64v2, unsigned long, fd,
1320                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1321                 unsigned long, vlen, loff_t, pos, rwf_t, flags)
1322 {
1323         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1324 }
1325 #endif
1326
1327 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(pwritev2, compat_ulong_t, fd,
1328                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1329                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high, rwf_t, flags)
1330 {
1331         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1332
1333         if (pos == -1)
1334                 return do_compat_writev(fd, vec, vlen, flags);
1335
1336         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1337 }
1338
1339 #endif
1340
1341 static ssize_t do_sendfile(int out_fd, int in_fd, loff_t *ppos,
1342                            size_t count, loff_t max)
1343 {
1344         struct fd in, out;
1345         struct inode *in_inode, *out_inode;
1346         loff_t pos;
1347         loff_t out_pos;
1348         ssize_t retval;
1349         int fl;
1350
1351         /*
1352          * Get input file, and verify that it is ok..
1353          */
1354         retval = -EBADF;
1355         in = fdget(in_fd);
1356         if (!in.file)
1357                 goto out;
1358         if (!(in.file->f_mode & FMODE_READ))
1359                 goto fput_in;
1360         retval = -ESPIPE;
1361         if (!ppos) {
1362                 pos = in.file->f_pos;
1363         } else {
1364                 pos = *ppos;
1365                 if (!(in.file->f_mode & FMODE_PREAD))
1366                         goto fput_in;
1367         }
1368         retval = rw_verify_area(READ, in.file, &pos, count);
1369         if (retval < 0)
1370                 goto fput_in;
1371         if (count > MAX_RW_COUNT)
1372                 count =  MAX_RW_COUNT;
1373
1374         /*
1375          * Get output file, and verify that it is ok..
1376          */
1377         retval = -EBADF;
1378         out = fdget(out_fd);
1379         if (!out.file)
1380                 goto fput_in;
1381         if (!(out.file->f_mode & FMODE_WRITE))
1382                 goto fput_out;
1383         retval = -EINVAL;
1384         in_inode = file_inode(in.file);
1385         out_inode = file_inode(out.file);
1386         out_pos = out.file->f_pos;
1387         retval = rw_verify_area(WRITE, out.file, &out_pos, count);
1388         if (retval < 0)
1389                 goto fput_out;
1390
1391         if (!max)
1392                 max = min(in_inode->i_sb->s_maxbytes, out_inode->i_sb->s_maxbytes);
1393
1394         if (unlikely(pos + count > max)) {
1395                 retval = -EOVERFLOW;
1396                 if (pos >= max)
1397                         goto fput_out;
1398                 count = max - pos;
1399         }
1400
1401         fl = 0;
1402 #if 0
1403         /*
1404          * We need to debate whether we can enable this or not. The
1405          * man page documents EAGAIN return for the output at least,
1406          * and the application is arguably buggy if it doesn't expect
1407          * EAGAIN on a non-blocking file descriptor.
1408          */
1409         if (in.file->f_flags & O_NONBLOCK)
1410                 fl = SPLICE_F_NONBLOCK;
1411 #endif
1412         file_start_write(out.file);
1413         retval = do_splice_direct(in.file, &pos, out.file, &out_pos, count, fl);
1414         file_end_write(out.file);
1415
1416         if (retval > 0) {
1417                 add_rchar(current, retval);
1418                 add_wchar(current, retval);
1419                 fsnotify_access(in.file);
1420                 fsnotify_modify(out.file);
1421                 out.file->f_pos = out_pos;
1422                 if (ppos)
1423                         *ppos = pos;
1424                 else
1425                         in.file->f_pos = pos;
1426         }
1427
1428         inc_syscr(current);
1429         inc_syscw(current);
1430         if (pos > max)
1431                 retval = -EOVERFLOW;
1432
1433 fput_out:
1434         fdput(out);
1435 fput_in:
1436         fdput(in);
1437 out:
1438         return retval;
1439 }
1440
1441 SYSCALL_DEFINE4(sendfile, int, out_fd, int, in_fd, off_t __user *, offset, size_t, count)
1442 {
1443         loff_t pos;
1444         off_t off;
1445         ssize_t ret;
1446
1447         if (offset) {
1448                 if (unlikely(get_user(off, offset)))
1449                         return -EFAULT;
1450                 pos = off;
1451                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, MAX_NON_LFS);
1452                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1453                         return -EFAULT;
1454                 return ret;
1455         }
1456
1457         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1458 }
1459
1460 SYSCALL_DEFINE4(sendfile64, int, out_fd, int, in_fd, loff_t __user *, offset, size_t, count)
1461 {
1462         loff_t pos;
1463         ssize_t ret;
1464
1465         if (offset) {
1466                 if (unlikely(copy_from_user(&pos, offset, sizeof(loff_t))))
1467                         return -EFAULT;
1468                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, 0);
1469                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1470                         return -EFAULT;
1471                 return ret;
1472         }
1473
1474         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1475 }
1476
1477 #ifdef CONFIG_COMPAT
1478 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(sendfile, int, out_fd, int, in_fd,
1479                 compat_off_t __user *, offset, compat_size_t, count)
1480 {
1481         loff_t pos;
1482         off_t off;
1483         ssize_t ret;
1484
1485         if (offset) {
1486                 if (unlikely(get_user(off, offset)))
1487                         return -EFAULT;
1488                 pos = off;
1489                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, MAX_NON_LFS);
1490                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1491                         return -EFAULT;
1492                 return ret;
1493         }
1494
1495         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1496 }
1497
1498 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(sendfile64, int, out_fd, int, in_fd,
1499                 compat_loff_t __user *, offset, compat_size_t, count)
1500 {
1501         loff_t pos;
1502         ssize_t ret;
1503
1504         if (offset) {
1505                 if (unlikely(copy_from_user(&pos, offset, sizeof(loff_t))))
1506                         return -EFAULT;
1507                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, 0);
1508                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1509                         return -EFAULT;
1510                 return ret;
1511         }
1512
1513         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1514 }
1515 #endif
1516
1517 /*
1518  * copy_file_range() differs from regular file read and write in that it
1519  * specifically allows return partial success.  When it does so is up to
1520  * the copy_file_range method.
1521  */
1522 ssize_t vfs_copy_file_range(struct file *file_in, loff_t pos_in,
1523                             struct file *file_out, loff_t pos_out,
1524                             size_t len, unsigned int flags)
1525 {
1526         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
1527         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
1528         ssize_t ret;
1529
1530         if (flags != 0)
1531                 return -EINVAL;
1532
1533         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1534                 return -EISDIR;
1535         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1536                 return -EINVAL;
1537
1538         ret = rw_verify_area(READ, file_in, &pos_in, len);
1539         if (unlikely(ret))
1540                 return ret;
1541
1542         ret = rw_verify_area(WRITE, file_out, &pos_out, len);
1543         if (unlikely(ret))
1544                 return ret;
1545
1546         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
1547             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
1548             (file_out->f_flags & O_APPEND))
1549                 return -EBADF;
1550
1551         /* this could be relaxed once a method supports cross-fs copies */
1552         if (inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
1553                 return -EXDEV;
1554
1555         if (len == 0)
1556                 return 0;
1557
1558         file_start_write(file_out);
1559
1560         /*
1561          * Try cloning first, this is supported by more file systems, and
1562          * more efficient if both clone and copy are supported (e.g. NFS).
1563          */
1564         if (file_in->f_op->clone_file_range) {
1565                 ret = file_in->f_op->clone_file_range(file_in, pos_in,
1566                                 file_out, pos_out, len);
1567                 if (ret == 0) {
1568                         ret = len;
1569                         goto done;
1570                 }
1571         }
1572
1573         if (file_out->f_op->copy_file_range) {
1574                 ret = file_out->f_op->copy_file_range(file_in, pos_in, file_out,
1575                                                       pos_out, len, flags);
1576                 if (ret != -EOPNOTSUPP)
1577                         goto done;
1578         }
1579
1580         ret = do_splice_direct(file_in, &pos_in, file_out, &pos_out,
1581                         len > MAX_RW_COUNT ? MAX_RW_COUNT : len, 0);
1582
1583 done:
1584         if (ret > 0) {
1585                 fsnotify_access(file_in);
1586                 add_rchar(current, ret);
1587                 fsnotify_modify(file_out);
1588                 add_wchar(current, ret);
1589         }
1590
1591         inc_syscr(current);
1592         inc_syscw(current);
1593
1594         file_end_write(file_out);
1595
1596         return ret;
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL(vfs_copy_file_range);
1599
1600 SYSCALL_DEFINE6(copy_file_range, int, fd_in, loff_t __user *, off_in,
1601                 int, fd_out, loff_t __user *, off_out,
1602                 size_t, len, unsigned int, flags)
1603 {
1604         loff_t pos_in;
1605         loff_t pos_out;
1606         struct fd f_in;
1607         struct fd f_out;
1608         ssize_t ret = -EBADF;
1609
1610         f_in = fdget(fd_in);
1611         if (!f_in.file)
1612                 goto out2;
1613
1614         f_out = fdget(fd_out);
1615         if (!f_out.file)
1616                 goto out1;
1617
1618         ret = -EFAULT;
1619         if (off_in) {
1620                 if (copy_from_user(&pos_in, off_in, sizeof(loff_t)))
1621                         goto out;
1622         } else {
1623                 pos_in = f_in.file->f_pos;
1624         }
1625
1626         if (off_out) {
1627                 if (copy_from_user(&pos_out, off_out, sizeof(loff_t)))
1628                         goto out;
1629         } else {
1630                 pos_out = f_out.file->f_pos;
1631         }
1632
1633         ret = vfs_copy_file_range(f_in.file, pos_in, f_out.file, pos_out, len,
1634                                   flags);
1635         if (ret > 0) {
1636                 pos_in += ret;
1637                 pos_out += ret;
1638
1639                 if (off_in) {
1640                         if (copy_to_user(off_in, &pos_in, sizeof(loff_t)))
1641                                 ret = -EFAULT;
1642                 } else {
1643                         f_in.file->f_pos = pos_in;
1644                 }
1645
1646                 if (off_out) {
1647                         if (copy_to_user(off_out, &pos_out, sizeof(loff_t)))
1648                                 ret = -EFAULT;
1649                 } else {
1650                         f_out.file->f_pos = pos_out;
1651                 }
1652         }
1653
1654 out:
1655         fdput(f_out);
1656 out1:
1657         fdput(f_in);
1658 out2:
1659         return ret;
1660 }
1661
1662 static int clone_verify_area(struct file *file, loff_t pos, u64 len, bool write)
1663 {
1664         struct inode *inode = file_inode(file);
1665
1666         if (unlikely(pos < 0))
1667                 return -EINVAL;
1668
1669          if (unlikely((loff_t) (pos + len) < 0))
1670                 return -EINVAL;
1671
1672         if (unlikely(inode->i_flctx && mandatory_lock(inode))) {
1673                 loff_t end = len ? pos + len - 1 : OFFSET_MAX;
1674                 int retval;
1675
1676                 retval = locks_mandatory_area(inode, file, pos, end,
1677                                 write ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1678                 if (retval < 0)
1679                         return retval;
1680         }
1681
1682         return security_file_permission(file, write ? MAY_WRITE : MAY_READ);
1683 }
1684
1685 /*
1686  * Check that the two inodes are eligible for cloning, the ranges make
1687  * sense, and then flush all dirty data.  Caller must ensure that the
1688  * inodes have been locked against any other modifications.
1689  *
1690  * Returns: 0 for "nothing to clone", 1 for "something to clone", or
1691  * the usual negative error code.
1692  */
1693 int vfs_clone_file_prep_inodes(struct inode *inode_in, loff_t pos_in,
1694                                struct inode *inode_out, loff_t pos_out,
1695                                u64 *len, bool is_dedupe)
1696 {
1697         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
1698         loff_t blen;
1699         loff_t isize;
1700         bool same_inode = (inode_in == inode_out);
1701         int ret;
1702
1703         /* Don't touch certain kinds of inodes */
1704         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
1705                 return -EPERM;
1706
1707         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
1708                 return -ETXTBSY;
1709
1710         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
1711         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1712                 return -EISDIR;
1713         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1714                 return -EINVAL;
1715
1716         /* Are we going all the way to the end? */
1717         isize = i_size_read(inode_in);
1718         if (isize == 0)
1719                 return 0;
1720
1721         /* Zero length dedupe exits immediately; reflink goes to EOF. */
1722         if (*len == 0) {
1723                 if (is_dedupe || pos_in == isize)
1724                         return 0;
1725                 if (pos_in > isize)
1726                         return -EINVAL;
1727                 *len = isize - pos_in;
1728         }
1729
1730         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
1731         if (pos_in + *len < pos_in || pos_out + *len < pos_out ||
1732             pos_in + *len > isize)
1733                 return -EINVAL;
1734
1735         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
1736         if (is_dedupe) {
1737                 loff_t  disize;
1738
1739                 disize = i_size_read(inode_out);
1740                 if (pos_out >= disize || pos_out + *len > disize)
1741                         return -EINVAL;
1742         }
1743
1744         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1745         if (pos_in + *len == isize)
1746                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1747         else
1748                 blen = *len;
1749
1750         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1751         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1752             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1753                 return -EINVAL;
1754
1755         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1756         if (same_inode) {
1757                 if (pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1758                         return -EINVAL;
1759         }
1760
1761         /* Wait for the completion of any pending IOs on both files */
1762         inode_dio_wait(inode_in);
1763         if (!same_inode)
1764                 inode_dio_wait(inode_out);
1765
1766         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_in->i_mapping,
1767                         pos_in, pos_in + *len - 1);
1768         if (ret)
1769                 return ret;
1770
1771         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_out->i_mapping,
1772                         pos_out, pos_out + *len - 1);
1773         if (ret)
1774                 return ret;
1775
1776         /*
1777          * Check that the extents are the same.
1778          */
1779         if (is_dedupe) {
1780                 bool            is_same = false;
1781
1782                 ret = vfs_dedupe_file_range_compare(inode_in, pos_in,
1783                                 inode_out, pos_out, *len, &is_same);
1784                 if (ret)
1785                         return ret;
1786                 if (!is_same)
1787                         return -EBADE;
1788         }
1789
1790         return 1;
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL(vfs_clone_file_prep_inodes);
1793
1794 int vfs_clone_file_range(struct file *file_in, loff_t pos_in,
1795                 struct file *file_out, loff_t pos_out, u64 len)
1796 {
1797         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
1798         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
1799         int ret;
1800
1801         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1802                 return -EISDIR;
1803         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1804                 return -EINVAL;
1805
1806         /*
1807          * FICLONE/FICLONERANGE ioctls enforce that src and dest files are on
1808          * the same mount. Practically, they only need to be on the same file
1809          * system.
1810          */
1811         if (inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
1812                 return -EXDEV;
1813
1814         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
1815             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
1816             (file_out->f_flags & O_APPEND))
1817                 return -EBADF;
1818
1819         if (!file_in->f_op->clone_file_range)
1820                 return -EOPNOTSUPP;
1821
1822         ret = clone_verify_area(file_in, pos_in, len, false);
1823         if (ret)
1824                 return ret;
1825
1826         ret = clone_verify_area(file_out, pos_out, len, true);
1827         if (ret)
1828                 return ret;
1829
1830         if (pos_in + len > i_size_read(inode_in))
1831                 return -EINVAL;
1832
1833         ret = file_in->f_op->clone_file_range(file_in, pos_in,
1834                         file_out, pos_out, len);
1835         if (!ret) {
1836                 fsnotify_access(file_in);
1837                 fsnotify_modify(file_out);
1838         }
1839
1840         return ret;
1841 }
1842 EXPORT_SYMBOL(vfs_clone_file_range);
1843
1844 /*
1845  * Read a page's worth of file data into the page cache.  Return the page
1846  * locked.
1847  */
1848 static struct page *vfs_dedupe_get_page(struct inode *inode, loff_t offset)
1849 {
1850         struct address_space *mapping;
1851         struct page *page;
1852         pgoff_t n;
1853
1854         n = offset >> PAGE_SHIFT;
1855         mapping = inode->i_mapping;
1856         page = read_mapping_page(mapping, n, NULL);
1857         if (IS_ERR(page))
1858                 return page;
1859         if (!PageUptodate(page)) {
1860                 put_page(page);
1861                 return ERR_PTR(-EIO);
1862         }
1863         lock_page(page);
1864         return page;
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Compare extents of two files to see if they are the same.
1869  * Caller must have locked both inodes to prevent write races.
1870  */
1871 int vfs_dedupe_file_range_compare(struct inode *src, loff_t srcoff,
1872                                   struct inode *dest, loff_t destoff,
1873                                   loff_t len, bool *is_same)
1874 {
1875         loff_t src_poff;
1876         loff_t dest_poff;
1877         void *src_addr;
1878         void *dest_addr;
1879         struct page *src_page;
1880         struct page *dest_page;
1881         loff_t cmp_len;
1882         bool same;
1883         int error;
1884
1885         error = -EINVAL;
1886         same = true;
1887         while (len) {
1888                 src_poff = srcoff & (PAGE_SIZE - 1);
1889                 dest_poff = destoff & (PAGE_SIZE - 1);
1890                 cmp_len = min(PAGE_SIZE - src_poff,
1891                               PAGE_SIZE - dest_poff);
1892                 cmp_len = min(cmp_len, len);
1893                 if (cmp_len <= 0)
1894                         goto out_error;
1895
1896                 src_page = vfs_dedupe_get_page(src, srcoff);
1897                 if (IS_ERR(src_page)) {
1898                         error = PTR_ERR(src_page);
1899                         goto out_error;
1900                 }
1901                 dest_page = vfs_dedupe_get_page(dest, destoff);
1902                 if (IS_ERR(dest_page)) {
1903                         error = PTR_ERR(dest_page);
1904                         unlock_page(src_page);
1905                         put_page(src_page);
1906                         goto out_error;
1907                 }
1908                 src_addr = kmap_atomic(src_page);
1909                 dest_addr = kmap_atomic(dest_page);
1910
1911                 flush_dcache_page(src_page);
1912                 flush_dcache_page(dest_page);
1913
1914                 if (memcmp(src_addr + src_poff, dest_addr + dest_poff, cmp_len))
1915                         same = false;
1916
1917                 kunmap_atomic(dest_addr);
1918                 kunmap_atomic(src_addr);
1919                 unlock_page(dest_page);
1920                 unlock_page(src_page);
1921                 put_page(dest_page);
1922                 put_page(src_page);
1923
1924                 if (!same)
1925                         break;
1926
1927                 srcoff += cmp_len;
1928                 destoff += cmp_len;
1929                 len -= cmp_len;
1930         }
1931
1932         *is_same = same;
1933         return 0;
1934
1935 out_error:
1936         return error;
1937 }
1938 EXPORT_SYMBOL(vfs_dedupe_file_range_compare);
1939
1940 int vfs_dedupe_file_range(struct file *file, struct file_dedupe_range *same)
1941 {
1942         struct file_dedupe_range_info *info;
1943         struct inode *src = file_inode(file);
1944         u64 off;
1945         u64 len;
1946         int i;
1947         int ret;
1948         bool is_admin = capable(CAP_SYS_ADMIN);
1949         u16 count = same->dest_count;
1950         struct file *dst_file;
1951         loff_t dst_off;
1952         ssize_t deduped;
1953
1954         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1955                 return -EINVAL;
1956
1957         if (same->reserved1 || same->reserved2)
1958                 return -EINVAL;
1959
1960         off = same->src_offset;
1961         len = same->src_length;
1962
1963         ret = -EISDIR;
1964         if (S_ISDIR(src->i_mode))
1965                 goto out;
1966
1967         ret = -EINVAL;
1968         if (!S_ISREG(src->i_mode))
1969                 goto out;
1970
1971         ret = clone_verify_area(file, off, len, false);
1972         if (ret < 0)
1973                 goto out;
1974         ret = 0;
1975
1976         if (off + len > i_size_read(src))
1977                 return -EINVAL;
1978
1979         /* pre-format output fields to sane values */
1980         for (i = 0; i < count; i++) {
1981                 same->info[i].bytes_deduped = 0ULL;
1982                 same->info[i].status = FILE_DEDUPE_RANGE_SAME;
1983         }
1984
1985         for (i = 0, info = same->info; i < count; i++, info++) {
1986                 struct inode *dst;
1987                 struct fd dst_fd = fdget(info->dest_fd);
1988
1989                 dst_file = dst_fd.file;
1990                 if (!dst_file) {
1991                         info->status = -EBADF;
1992                         goto next_loop;
1993                 }
1994                 dst = file_inode(dst_file);
1995
1996                 ret = mnt_want_write_file(dst_file);
1997                 if (ret) {
1998                         info->status = ret;
1999                         goto next_loop;
2000                 }
2001
2002                 dst_off = info->dest_offset;
2003                 ret = clone_verify_area(dst_file, dst_off, len, true);
2004                 if (ret < 0) {
2005                         info->status = ret;
2006                         goto next_file;
2007                 }
2008                 ret = 0;
2009
2010                 if (info->reserved) {
2011                         info->status = -EINVAL;
2012                 } else if (!(is_admin || (dst_file->f_mode & FMODE_WRITE))) {
2013                         info->status = -EINVAL;
2014                 } else if (file->f_path.mnt != dst_file->f_path.mnt) {
2015                         info->status = -EXDEV;
2016                 } else if (S_ISDIR(dst->i_mode)) {
2017                         info->status = -EISDIR;
2018                 } else if (dst_file->f_op->dedupe_file_range == NULL) {
2019                         info->status = -EINVAL;
2020                 } else {
2021                         deduped = dst_file->f_op->dedupe_file_range(file, off,
2022                                                         len, dst_file,
2023                                                         info->dest_offset);
2024                         if (deduped == -EBADE)
2025                                 info->status = FILE_DEDUPE_RANGE_DIFFERS;
2026                         else if (deduped < 0)
2027                                 info->status = deduped;
2028                         else
2029                                 info->bytes_deduped += deduped;
2030                 }
2031
2032 next_file:
2033                 mnt_drop_write_file(dst_file);
2034 next_loop:
2035                 fdput(dst_fd);
2036
2037                 if (fatal_signal_pending(current))
2038                         goto out;
2039         }
2040
2041 out:
2042         return ret;
2043 }
2044 EXPORT_SYMBOL(vfs_dedupe_file_range);