Merge branch 'work.misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[muen/linux.git] / 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 off_t ksys_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 SYSCALL_DEFINE3(lseek, unsigned int, fd, off_t, offset, unsigned int, whence)
323 {
324         return ksys_lseek(fd, offset, whence);
325 }
326
327 #ifdef CONFIG_COMPAT
328 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(lseek, unsigned int, fd, compat_off_t, offset, unsigned int, whence)
329 {
330         return ksys_lseek(fd, offset, whence);
331 }
332 #endif
333
334 #if !defined(CONFIG_64BIT) || defined(CONFIG_COMPAT)
335 SYSCALL_DEFINE5(llseek, unsigned int, fd, unsigned long, offset_high,
336                 unsigned long, offset_low, loff_t __user *, result,
337                 unsigned int, whence)
338 {
339         int retval;
340         struct fd f = fdget_pos(fd);
341         loff_t offset;
342
343         if (!f.file)
344                 return -EBADF;
345
346         retval = -EINVAL;
347         if (whence > SEEK_MAX)
348                 goto out_putf;
349
350         offset = vfs_llseek(f.file, ((loff_t) offset_high << 32) | offset_low,
351                         whence);
352
353         retval = (int)offset;
354         if (offset >= 0) {
355                 retval = -EFAULT;
356                 if (!copy_to_user(result, &offset, sizeof(offset)))
357                         retval = 0;
358         }
359 out_putf:
360         fdput_pos(f);
361         return retval;
362 }
363 #endif
364
365 int rw_verify_area(int read_write, struct file *file, const loff_t *ppos, size_t count)
366 {
367         struct inode *inode;
368         loff_t pos;
369         int retval = -EINVAL;
370
371         inode = file_inode(file);
372         if (unlikely((ssize_t) count < 0))
373                 return retval;
374         pos = *ppos;
375         if (unlikely(pos < 0)) {
376                 if (!unsigned_offsets(file))
377                         return retval;
378                 if (count >= -pos) /* both values are in 0..LLONG_MAX */
379                         return -EOVERFLOW;
380         } else if (unlikely((loff_t) (pos + count) < 0)) {
381                 if (!unsigned_offsets(file))
382                         return retval;
383         }
384
385         if (unlikely(inode->i_flctx && mandatory_lock(inode))) {
386                 retval = locks_mandatory_area(inode, file, pos, pos + count - 1,
387                                 read_write == READ ? F_RDLCK : F_WRLCK);
388                 if (retval < 0)
389                         return retval;
390         }
391         return security_file_permission(file,
392                                 read_write == READ ? MAY_READ : MAY_WRITE);
393 }
394
395 static ssize_t new_sync_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
396 {
397         struct iovec iov = { .iov_base = buf, .iov_len = len };
398         struct kiocb kiocb;
399         struct iov_iter iter;
400         ssize_t ret;
401
402         init_sync_kiocb(&kiocb, filp);
403         kiocb.ki_pos = *ppos;
404         iov_iter_init(&iter, READ, &iov, 1, len);
405
406         ret = call_read_iter(filp, &kiocb, &iter);
407         BUG_ON(ret == -EIOCBQUEUED);
408         *ppos = kiocb.ki_pos;
409         return ret;
410 }
411
412 ssize_t __vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count,
413                    loff_t *pos)
414 {
415         if (file->f_op->read)
416                 return file->f_op->read(file, buf, count, pos);
417         else if (file->f_op->read_iter)
418                 return new_sync_read(file, buf, count, pos);
419         else
420                 return -EINVAL;
421 }
422
423 ssize_t kernel_read(struct file *file, void *buf, size_t count, loff_t *pos)
424 {
425         mm_segment_t old_fs;
426         ssize_t result;
427
428         old_fs = get_fs();
429         set_fs(get_ds());
430         /* The cast to a user pointer is valid due to the set_fs() */
431         result = vfs_read(file, (void __user *)buf, count, pos);
432         set_fs(old_fs);
433         return result;
434 }
435 EXPORT_SYMBOL(kernel_read);
436
437 ssize_t vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
438 {
439         ssize_t ret;
440
441         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
442                 return -EBADF;
443         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_READ))
444                 return -EINVAL;
445         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, count)))
446                 return -EFAULT;
447
448         ret = rw_verify_area(READ, file, pos, count);
449         if (!ret) {
450                 if (count > MAX_RW_COUNT)
451                         count =  MAX_RW_COUNT;
452                 ret = __vfs_read(file, buf, count, pos);
453                 if (ret > 0) {
454                         fsnotify_access(file);
455                         add_rchar(current, ret);
456                 }
457                 inc_syscr(current);
458         }
459
460         return ret;
461 }
462
463 static ssize_t new_sync_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
464 {
465         struct iovec iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = len };
466         struct kiocb kiocb;
467         struct iov_iter iter;
468         ssize_t ret;
469
470         init_sync_kiocb(&kiocb, filp);
471         kiocb.ki_pos = *ppos;
472         iov_iter_init(&iter, WRITE, &iov, 1, len);
473
474         ret = call_write_iter(filp, &kiocb, &iter);
475         BUG_ON(ret == -EIOCBQUEUED);
476         if (ret > 0)
477                 *ppos = kiocb.ki_pos;
478         return ret;
479 }
480
481 ssize_t __vfs_write(struct file *file, const char __user *p, size_t count,
482                     loff_t *pos)
483 {
484         if (file->f_op->write)
485                 return file->f_op->write(file, p, count, pos);
486         else if (file->f_op->write_iter)
487                 return new_sync_write(file, p, count, pos);
488         else
489                 return -EINVAL;
490 }
491
492 ssize_t __kernel_write(struct file *file, const void *buf, size_t count, loff_t *pos)
493 {
494         mm_segment_t old_fs;
495         const char __user *p;
496         ssize_t ret;
497
498         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE))
499                 return -EINVAL;
500
501         old_fs = get_fs();
502         set_fs(get_ds());
503         p = (__force const char __user *)buf;
504         if (count > MAX_RW_COUNT)
505                 count =  MAX_RW_COUNT;
506         ret = __vfs_write(file, p, count, pos);
507         set_fs(old_fs);
508         if (ret > 0) {
509                 fsnotify_modify(file);
510                 add_wchar(current, ret);
511         }
512         inc_syscw(current);
513         return ret;
514 }
515 EXPORT_SYMBOL(__kernel_write);
516
517 ssize_t kernel_write(struct file *file, const void *buf, size_t count,
518                             loff_t *pos)
519 {
520         mm_segment_t old_fs;
521         ssize_t res;
522
523         old_fs = get_fs();
524         set_fs(get_ds());
525         /* The cast to a user pointer is valid due to the set_fs() */
526         res = vfs_write(file, (__force const char __user *)buf, count, pos);
527         set_fs(old_fs);
528
529         return res;
530 }
531 EXPORT_SYMBOL(kernel_write);
532
533 ssize_t vfs_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
534 {
535         ssize_t ret;
536
537         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
538                 return -EBADF;
539         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE))
540                 return -EINVAL;
541         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, buf, count)))
542                 return -EFAULT;
543
544         ret = rw_verify_area(WRITE, file, pos, count);
545         if (!ret) {
546                 if (count > MAX_RW_COUNT)
547                         count =  MAX_RW_COUNT;
548                 file_start_write(file);
549                 ret = __vfs_write(file, buf, count, pos);
550                 if (ret > 0) {
551                         fsnotify_modify(file);
552                         add_wchar(current, ret);
553                 }
554                 inc_syscw(current);
555                 file_end_write(file);
556         }
557
558         return ret;
559 }
560
561 static inline loff_t file_pos_read(struct file *file)
562 {
563         return file->f_pos;
564 }
565
566 static inline void file_pos_write(struct file *file, loff_t pos)
567 {
568         file->f_pos = pos;
569 }
570
571 ssize_t ksys_read(unsigned int fd, char __user *buf, size_t count)
572 {
573         struct fd f = fdget_pos(fd);
574         ssize_t ret = -EBADF;
575
576         if (f.file) {
577                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
578                 ret = vfs_read(f.file, buf, count, &pos);
579                 if (ret >= 0)
580                         file_pos_write(f.file, pos);
581                 fdput_pos(f);
582         }
583         return ret;
584 }
585
586 SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count)
587 {
588         return ksys_read(fd, buf, count);
589 }
590
591 ssize_t ksys_write(unsigned int fd, const char __user *buf, size_t count)
592 {
593         struct fd f = fdget_pos(fd);
594         ssize_t ret = -EBADF;
595
596         if (f.file) {
597                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
598                 ret = vfs_write(f.file, buf, count, &pos);
599                 if (ret >= 0)
600                         file_pos_write(f.file, pos);
601                 fdput_pos(f);
602         }
603
604         return ret;
605 }
606
607 SYSCALL_DEFINE3(write, unsigned int, fd, const char __user *, buf,
608                 size_t, count)
609 {
610         return ksys_write(fd, buf, count);
611 }
612
613 ssize_t ksys_pread64(unsigned int fd, char __user *buf, size_t count,
614                      loff_t pos)
615 {
616         struct fd f;
617         ssize_t ret = -EBADF;
618
619         if (pos < 0)
620                 return -EINVAL;
621
622         f = fdget(fd);
623         if (f.file) {
624                 ret = -ESPIPE;
625                 if (f.file->f_mode & FMODE_PREAD)
626                         ret = vfs_read(f.file, buf, count, &pos);
627                 fdput(f);
628         }
629
630         return ret;
631 }
632
633 SYSCALL_DEFINE4(pread64, unsigned int, fd, char __user *, buf,
634                         size_t, count, loff_t, pos)
635 {
636         return ksys_pread64(fd, buf, count, pos);
637 }
638
639 ssize_t ksys_pwrite64(unsigned int fd, const char __user *buf,
640                       size_t count, loff_t pos)
641 {
642         struct fd f;
643         ssize_t ret = -EBADF;
644
645         if (pos < 0)
646                 return -EINVAL;
647
648         f = fdget(fd);
649         if (f.file) {
650                 ret = -ESPIPE;
651                 if (f.file->f_mode & FMODE_PWRITE)  
652                         ret = vfs_write(f.file, buf, count, &pos);
653                 fdput(f);
654         }
655
656         return ret;
657 }
658
659 SYSCALL_DEFINE4(pwrite64, unsigned int, fd, const char __user *, buf,
660                          size_t, count, loff_t, pos)
661 {
662         return ksys_pwrite64(fd, buf, count, pos);
663 }
664
665 static ssize_t do_iter_readv_writev(struct file *filp, struct iov_iter *iter,
666                 loff_t *ppos, int type, rwf_t flags)
667 {
668         struct kiocb kiocb;
669         ssize_t ret;
670
671         init_sync_kiocb(&kiocb, filp);
672         ret = kiocb_set_rw_flags(&kiocb, flags);
673         if (ret)
674                 return ret;
675         kiocb.ki_pos = *ppos;
676
677         if (type == READ)
678                 ret = call_read_iter(filp, &kiocb, iter);
679         else
680                 ret = call_write_iter(filp, &kiocb, iter);
681         BUG_ON(ret == -EIOCBQUEUED);
682         *ppos = kiocb.ki_pos;
683         return ret;
684 }
685
686 /* Do it by hand, with file-ops */
687 static ssize_t do_loop_readv_writev(struct file *filp, struct iov_iter *iter,
688                 loff_t *ppos, int type, rwf_t flags)
689 {
690         ssize_t ret = 0;
691
692         if (flags & ~RWF_HIPRI)
693                 return -EOPNOTSUPP;
694
695         while (iov_iter_count(iter)) {
696                 struct iovec iovec = iov_iter_iovec(iter);
697                 ssize_t nr;
698
699                 if (type == READ) {
700                         nr = filp->f_op->read(filp, iovec.iov_base,
701                                               iovec.iov_len, ppos);
702                 } else {
703                         nr = filp->f_op->write(filp, iovec.iov_base,
704                                                iovec.iov_len, ppos);
705                 }
706
707                 if (nr < 0) {
708                         if (!ret)
709                                 ret = nr;
710                         break;
711                 }
712                 ret += nr;
713                 if (nr != iovec.iov_len)
714                         break;
715                 iov_iter_advance(iter, nr);
716         }
717
718         return ret;
719 }
720
721 /* A write operation does a read from user space and vice versa */
722 #define vrfy_dir(type) ((type) == READ ? VERIFY_WRITE : VERIFY_READ)
723
724 /**
725  * rw_copy_check_uvector() - Copy an array of &struct iovec from userspace
726  *     into the kernel and check that it is valid.
727  *
728  * @type: One of %CHECK_IOVEC_ONLY, %READ, or %WRITE.
729  * @uvector: Pointer to the userspace array.
730  * @nr_segs: Number of elements in userspace array.
731  * @fast_segs: Number of elements in @fast_pointer.
732  * @fast_pointer: Pointer to (usually small on-stack) kernel array.
733  * @ret_pointer: (output parameter) Pointer to a variable that will point to
734  *     either @fast_pointer, a newly allocated kernel array, or NULL,
735  *     depending on which array was used.
736  *
737  * This function copies an array of &struct iovec of @nr_segs from
738  * userspace into the kernel and checks that each element is valid (e.g.
739  * it does not point to a kernel address or cause overflow by being too
740  * large, etc.).
741  *
742  * As an optimization, the caller may provide a pointer to a small
743  * on-stack array in @fast_pointer, typically %UIO_FASTIOV elements long
744  * (the size of this array, or 0 if unused, should be given in @fast_segs).
745  *
746  * @ret_pointer will always point to the array that was used, so the
747  * caller must take care not to call kfree() on it e.g. in case the
748  * @fast_pointer array was used and it was allocated on the stack.
749  *
750  * Return: The total number of bytes covered by the iovec array on success
751  *   or a negative error code on error.
752  */
753 ssize_t rw_copy_check_uvector(int type, const struct iovec __user * uvector,
754                               unsigned long nr_segs, unsigned long fast_segs,
755                               struct iovec *fast_pointer,
756                               struct iovec **ret_pointer)
757 {
758         unsigned long seg;
759         ssize_t ret;
760         struct iovec *iov = fast_pointer;
761
762         /*
763          * SuS says "The readv() function *may* fail if the iovcnt argument
764          * was less than or equal to 0, or greater than {IOV_MAX}.  Linux has
765          * traditionally returned zero for zero segments, so...
766          */
767         if (nr_segs == 0) {
768                 ret = 0;
769                 goto out;
770         }
771
772         /*
773          * First get the "struct iovec" from user memory and
774          * verify all the pointers
775          */
776         if (nr_segs > UIO_MAXIOV) {
777                 ret = -EINVAL;
778                 goto out;
779         }
780         if (nr_segs > fast_segs) {
781                 iov = kmalloc_array(nr_segs, sizeof(struct iovec), GFP_KERNEL);
782                 if (iov == NULL) {
783                         ret = -ENOMEM;
784                         goto out;
785                 }
786         }
787         if (copy_from_user(iov, uvector, nr_segs*sizeof(*uvector))) {
788                 ret = -EFAULT;
789                 goto out;
790         }
791
792         /*
793          * According to the Single Unix Specification we should return EINVAL
794          * if an element length is < 0 when cast to ssize_t or if the
795          * total length would overflow the ssize_t return value of the
796          * system call.
797          *
798          * Linux caps all read/write calls to MAX_RW_COUNT, and avoids the
799          * overflow case.
800          */
801         ret = 0;
802         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
803                 void __user *buf = iov[seg].iov_base;
804                 ssize_t len = (ssize_t)iov[seg].iov_len;
805
806                 /* see if we we're about to use an invalid len or if
807                  * it's about to overflow ssize_t */
808                 if (len < 0) {
809                         ret = -EINVAL;
810                         goto out;
811                 }
812                 if (type >= 0
813                     && unlikely(!access_ok(vrfy_dir(type), buf, len))) {
814                         ret = -EFAULT;
815                         goto out;
816                 }
817                 if (len > MAX_RW_COUNT - ret) {
818                         len = MAX_RW_COUNT - ret;
819                         iov[seg].iov_len = len;
820                 }
821                 ret += len;
822         }
823 out:
824         *ret_pointer = iov;
825         return ret;
826 }
827
828 #ifdef CONFIG_COMPAT
829 ssize_t compat_rw_copy_check_uvector(int type,
830                 const struct compat_iovec __user *uvector, unsigned long nr_segs,
831                 unsigned long fast_segs, struct iovec *fast_pointer,
832                 struct iovec **ret_pointer)
833 {
834         compat_ssize_t tot_len;
835         struct iovec *iov = *ret_pointer = fast_pointer;
836         ssize_t ret = 0;
837         int seg;
838
839         /*
840          * SuS says "The readv() function *may* fail if the iovcnt argument
841          * was less than or equal to 0, or greater than {IOV_MAX}.  Linux has
842          * traditionally returned zero for zero segments, so...
843          */
844         if (nr_segs == 0)
845                 goto out;
846
847         ret = -EINVAL;
848         if (nr_segs > UIO_MAXIOV)
849                 goto out;
850         if (nr_segs > fast_segs) {
851                 ret = -ENOMEM;
852                 iov = kmalloc_array(nr_segs, sizeof(struct iovec), GFP_KERNEL);
853                 if (iov == NULL)
854                         goto out;
855         }
856         *ret_pointer = iov;
857
858         ret = -EFAULT;
859         if (!access_ok(VERIFY_READ, uvector, nr_segs*sizeof(*uvector)))
860                 goto out;
861
862         /*
863          * Single unix specification:
864          * We should -EINVAL if an element length is not >= 0 and fitting an
865          * ssize_t.
866          *
867          * In Linux, the total length is limited to MAX_RW_COUNT, there is
868          * no overflow possibility.
869          */
870         tot_len = 0;
871         ret = -EINVAL;
872         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {
873                 compat_uptr_t buf;
874                 compat_ssize_t len;
875
876                 if (__get_user(len, &uvector->iov_len) ||
877                    __get_user(buf, &uvector->iov_base)) {
878                         ret = -EFAULT;
879                         goto out;
880                 }
881                 if (len < 0)    /* size_t not fitting in compat_ssize_t .. */
882                         goto out;
883                 if (type >= 0 &&
884                     !access_ok(vrfy_dir(type), compat_ptr(buf), len)) {
885                         ret = -EFAULT;
886                         goto out;
887                 }
888                 if (len > MAX_RW_COUNT - tot_len)
889                         len = MAX_RW_COUNT - tot_len;
890                 tot_len += len;
891                 iov->iov_base = compat_ptr(buf);
892                 iov->iov_len = (compat_size_t) len;
893                 uvector++;
894                 iov++;
895         }
896         ret = tot_len;
897
898 out:
899         return ret;
900 }
901 #endif
902
903 static ssize_t do_iter_read(struct file *file, struct iov_iter *iter,
904                 loff_t *pos, rwf_t flags)
905 {
906         size_t tot_len;
907         ssize_t ret = 0;
908
909         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
910                 return -EBADF;
911         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_READ))
912                 return -EINVAL;
913
914         tot_len = iov_iter_count(iter);
915         if (!tot_len)
916                 goto out;
917         ret = rw_verify_area(READ, file, pos, tot_len);
918         if (ret < 0)
919                 return ret;
920
921         if (file->f_op->read_iter)
922                 ret = do_iter_readv_writev(file, iter, pos, READ, flags);
923         else
924                 ret = do_loop_readv_writev(file, iter, pos, READ, flags);
925 out:
926         if (ret >= 0)
927                 fsnotify_access(file);
928         return ret;
929 }
930
931 ssize_t vfs_iter_read(struct file *file, struct iov_iter *iter, loff_t *ppos,
932                 rwf_t flags)
933 {
934         if (!file->f_op->read_iter)
935                 return -EINVAL;
936         return do_iter_read(file, iter, ppos, flags);
937 }
938 EXPORT_SYMBOL(vfs_iter_read);
939
940 static ssize_t do_iter_write(struct file *file, struct iov_iter *iter,
941                 loff_t *pos, rwf_t flags)
942 {
943         size_t tot_len;
944         ssize_t ret = 0;
945
946         if (!(file->f_mode & FMODE_WRITE))
947                 return -EBADF;
948         if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_WRITE))
949                 return -EINVAL;
950
951         tot_len = iov_iter_count(iter);
952         if (!tot_len)
953                 return 0;
954         ret = rw_verify_area(WRITE, file, pos, tot_len);
955         if (ret < 0)
956                 return ret;
957
958         if (file->f_op->write_iter)
959                 ret = do_iter_readv_writev(file, iter, pos, WRITE, flags);
960         else
961                 ret = do_loop_readv_writev(file, iter, pos, WRITE, flags);
962         if (ret > 0)
963                 fsnotify_modify(file);
964         return ret;
965 }
966
967 ssize_t vfs_iter_write(struct file *file, struct iov_iter *iter, loff_t *ppos,
968                 rwf_t flags)
969 {
970         if (!file->f_op->write_iter)
971                 return -EINVAL;
972         return do_iter_write(file, iter, ppos, flags);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL(vfs_iter_write);
975
976 ssize_t vfs_readv(struct file *file, const struct iovec __user *vec,
977                   unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
978 {
979         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
980         struct iovec *iov = iovstack;
981         struct iov_iter iter;
982         ssize_t ret;
983
984         ret = import_iovec(READ, vec, vlen, ARRAY_SIZE(iovstack), &iov, &iter);
985         if (ret >= 0) {
986                 ret = do_iter_read(file, &iter, pos, flags);
987                 kfree(iov);
988         }
989
990         return ret;
991 }
992
993 static ssize_t vfs_writev(struct file *file, const struct iovec __user *vec,
994                    unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
995 {
996         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
997         struct iovec *iov = iovstack;
998         struct iov_iter iter;
999         ssize_t ret;
1000
1001         ret = import_iovec(WRITE, vec, vlen, ARRAY_SIZE(iovstack), &iov, &iter);
1002         if (ret >= 0) {
1003                 file_start_write(file);
1004                 ret = do_iter_write(file, &iter, pos, flags);
1005                 file_end_write(file);
1006                 kfree(iov);
1007         }
1008         return ret;
1009 }
1010
1011 static ssize_t do_readv(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1012                         unsigned long vlen, rwf_t flags)
1013 {
1014         struct fd f = fdget_pos(fd);
1015         ssize_t ret = -EBADF;
1016
1017         if (f.file) {
1018                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
1019                 ret = vfs_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1020                 if (ret >= 0)
1021                         file_pos_write(f.file, pos);
1022                 fdput_pos(f);
1023         }
1024
1025         if (ret > 0)
1026                 add_rchar(current, ret);
1027         inc_syscr(current);
1028         return ret;
1029 }
1030
1031 static ssize_t do_writev(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1032                          unsigned long vlen, rwf_t flags)
1033 {
1034         struct fd f = fdget_pos(fd);
1035         ssize_t ret = -EBADF;
1036
1037         if (f.file) {
1038                 loff_t pos = file_pos_read(f.file);
1039                 ret = vfs_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1040                 if (ret >= 0)
1041                         file_pos_write(f.file, pos);
1042                 fdput_pos(f);
1043         }
1044
1045         if (ret > 0)
1046                 add_wchar(current, ret);
1047         inc_syscw(current);
1048         return ret;
1049 }
1050
1051 static inline loff_t pos_from_hilo(unsigned long high, unsigned long low)
1052 {
1053 #define HALF_LONG_BITS (BITS_PER_LONG / 2)
1054         return (((loff_t)high << HALF_LONG_BITS) << HALF_LONG_BITS) | low;
1055 }
1056
1057 static ssize_t do_preadv(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1058                          unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1059 {
1060         struct fd f;
1061         ssize_t ret = -EBADF;
1062
1063         if (pos < 0)
1064                 return -EINVAL;
1065
1066         f = fdget(fd);
1067         if (f.file) {
1068                 ret = -ESPIPE;
1069                 if (f.file->f_mode & FMODE_PREAD)
1070                         ret = vfs_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1071                 fdput(f);
1072         }
1073
1074         if (ret > 0)
1075                 add_rchar(current, ret);
1076         inc_syscr(current);
1077         return ret;
1078 }
1079
1080 static ssize_t do_pwritev(unsigned long fd, const struct iovec __user *vec,
1081                           unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1082 {
1083         struct fd f;
1084         ssize_t ret = -EBADF;
1085
1086         if (pos < 0)
1087                 return -EINVAL;
1088
1089         f = fdget(fd);
1090         if (f.file) {
1091                 ret = -ESPIPE;
1092                 if (f.file->f_mode & FMODE_PWRITE)
1093                         ret = vfs_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1094                 fdput(f);
1095         }
1096
1097         if (ret > 0)
1098                 add_wchar(current, ret);
1099         inc_syscw(current);
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 SYSCALL_DEFINE3(readv, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1104                 unsigned long, vlen)
1105 {
1106         return do_readv(fd, vec, vlen, 0);
1107 }
1108
1109 SYSCALL_DEFINE3(writev, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1110                 unsigned long, vlen)
1111 {
1112         return do_writev(fd, vec, vlen, 0);
1113 }
1114
1115 SYSCALL_DEFINE5(preadv, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1116                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h)
1117 {
1118         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1119
1120         return do_preadv(fd, vec, vlen, pos, 0);
1121 }
1122
1123 SYSCALL_DEFINE6(preadv2, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1124                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h,
1125                 rwf_t, flags)
1126 {
1127         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1128
1129         if (pos == -1)
1130                 return do_readv(fd, vec, vlen, flags);
1131
1132         return do_preadv(fd, vec, vlen, pos, flags);
1133 }
1134
1135 SYSCALL_DEFINE5(pwritev, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1136                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h)
1137 {
1138         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1139
1140         return do_pwritev(fd, vec, vlen, pos, 0);
1141 }
1142
1143 SYSCALL_DEFINE6(pwritev2, unsigned long, fd, const struct iovec __user *, vec,
1144                 unsigned long, vlen, unsigned long, pos_l, unsigned long, pos_h,
1145                 rwf_t, flags)
1146 {
1147         loff_t pos = pos_from_hilo(pos_h, pos_l);
1148
1149         if (pos == -1)
1150                 return do_writev(fd, vec, vlen, flags);
1151
1152         return do_pwritev(fd, vec, vlen, pos, flags);
1153 }
1154
1155 #ifdef CONFIG_COMPAT
1156 static size_t compat_readv(struct file *file,
1157                            const struct compat_iovec __user *vec,
1158                            unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
1159 {
1160         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
1161         struct iovec *iov = iovstack;
1162         struct iov_iter iter;
1163         ssize_t ret;
1164
1165         ret = compat_import_iovec(READ, vec, vlen, UIO_FASTIOV, &iov, &iter);
1166         if (ret >= 0) {
1167                 ret = do_iter_read(file, &iter, pos, flags);
1168                 kfree(iov);
1169         }
1170         if (ret > 0)
1171                 add_rchar(current, ret);
1172         inc_syscr(current);
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 static size_t do_compat_readv(compat_ulong_t fd,
1177                                  const struct compat_iovec __user *vec,
1178                                  compat_ulong_t vlen, rwf_t flags)
1179 {
1180         struct fd f = fdget_pos(fd);
1181         ssize_t ret;
1182         loff_t pos;
1183
1184         if (!f.file)
1185                 return -EBADF;
1186         pos = f.file->f_pos;
1187         ret = compat_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1188         if (ret >= 0)
1189                 f.file->f_pos = pos;
1190         fdput_pos(f);
1191         return ret;
1192
1193 }
1194
1195 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(readv, compat_ulong_t, fd,
1196                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1197                 compat_ulong_t, vlen)
1198 {
1199         return do_compat_readv(fd, vec, vlen, 0);
1200 }
1201
1202 static long do_compat_preadv64(unsigned long fd,
1203                                   const struct compat_iovec __user *vec,
1204                                   unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1205 {
1206         struct fd f;
1207         ssize_t ret;
1208
1209         if (pos < 0)
1210                 return -EINVAL;
1211         f = fdget(fd);
1212         if (!f.file)
1213                 return -EBADF;
1214         ret = -ESPIPE;
1215         if (f.file->f_mode & FMODE_PREAD)
1216                 ret = compat_readv(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1217         fdput(f);
1218         return ret;
1219 }
1220
1221 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PREADV64
1222 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(preadv64, unsigned long, fd,
1223                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1224                 unsigned long, vlen, loff_t, pos)
1225 {
1226         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1227 }
1228 #endif
1229
1230 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(preadv, compat_ulong_t, fd,
1231                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1232                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high)
1233 {
1234         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1235
1236         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1237 }
1238
1239 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PREADV64V2
1240 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(preadv64v2, unsigned long, fd,
1241                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1242                 unsigned long, vlen, loff_t, pos, rwf_t, flags)
1243 {
1244         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1245 }
1246 #endif
1247
1248 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(preadv2, compat_ulong_t, fd,
1249                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1250                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high,
1251                 rwf_t, flags)
1252 {
1253         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1254
1255         if (pos == -1)
1256                 return do_compat_readv(fd, vec, vlen, flags);
1257
1258         return do_compat_preadv64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1259 }
1260
1261 static size_t compat_writev(struct file *file,
1262                             const struct compat_iovec __user *vec,
1263                             unsigned long vlen, loff_t *pos, rwf_t flags)
1264 {
1265         struct iovec iovstack[UIO_FASTIOV];
1266         struct iovec *iov = iovstack;
1267         struct iov_iter iter;
1268         ssize_t ret;
1269
1270         ret = compat_import_iovec(WRITE, vec, vlen, UIO_FASTIOV, &iov, &iter);
1271         if (ret >= 0) {
1272                 file_start_write(file);
1273                 ret = do_iter_write(file, &iter, pos, flags);
1274                 file_end_write(file);
1275                 kfree(iov);
1276         }
1277         if (ret > 0)
1278                 add_wchar(current, ret);
1279         inc_syscw(current);
1280         return ret;
1281 }
1282
1283 static size_t do_compat_writev(compat_ulong_t fd,
1284                                   const struct compat_iovec __user* vec,
1285                                   compat_ulong_t vlen, rwf_t flags)
1286 {
1287         struct fd f = fdget_pos(fd);
1288         ssize_t ret;
1289         loff_t pos;
1290
1291         if (!f.file)
1292                 return -EBADF;
1293         pos = f.file->f_pos;
1294         ret = compat_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1295         if (ret >= 0)
1296                 f.file->f_pos = pos;
1297         fdput_pos(f);
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(writev, compat_ulong_t, fd,
1302                 const struct compat_iovec __user *, vec,
1303                 compat_ulong_t, vlen)
1304 {
1305         return do_compat_writev(fd, vec, vlen, 0);
1306 }
1307
1308 static long do_compat_pwritev64(unsigned long fd,
1309                                    const struct compat_iovec __user *vec,
1310                                    unsigned long vlen, loff_t pos, rwf_t flags)
1311 {
1312         struct fd f;
1313         ssize_t ret;
1314
1315         if (pos < 0)
1316                 return -EINVAL;
1317         f = fdget(fd);
1318         if (!f.file)
1319                 return -EBADF;
1320         ret = -ESPIPE;
1321         if (f.file->f_mode & FMODE_PWRITE)
1322                 ret = compat_writev(f.file, vec, vlen, &pos, flags);
1323         fdput(f);
1324         return ret;
1325 }
1326
1327 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PWRITEV64
1328 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(pwritev64, unsigned long, fd,
1329                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1330                 unsigned long, vlen, loff_t, pos)
1331 {
1332         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1333 }
1334 #endif
1335
1336 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(pwritev, compat_ulong_t, fd,
1337                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1338                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high)
1339 {
1340         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1341
1342         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, 0);
1343 }
1344
1345 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_PWRITEV64V2
1346 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(pwritev64v2, unsigned long, fd,
1347                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1348                 unsigned long, vlen, loff_t, pos, rwf_t, flags)
1349 {
1350         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1351 }
1352 #endif
1353
1354 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(pwritev2, compat_ulong_t, fd,
1355                 const struct compat_iovec __user *,vec,
1356                 compat_ulong_t, vlen, u32, pos_low, u32, pos_high, rwf_t, flags)
1357 {
1358         loff_t pos = ((loff_t)pos_high << 32) | pos_low;
1359
1360         if (pos == -1)
1361                 return do_compat_writev(fd, vec, vlen, flags);
1362
1363         return do_compat_pwritev64(fd, vec, vlen, pos, flags);
1364 }
1365
1366 #endif
1367
1368 static ssize_t do_sendfile(int out_fd, int in_fd, loff_t *ppos,
1369                            size_t count, loff_t max)
1370 {
1371         struct fd in, out;
1372         struct inode *in_inode, *out_inode;
1373         loff_t pos;
1374         loff_t out_pos;
1375         ssize_t retval;
1376         int fl;
1377
1378         /*
1379          * Get input file, and verify that it is ok..
1380          */
1381         retval = -EBADF;
1382         in = fdget(in_fd);
1383         if (!in.file)
1384                 goto out;
1385         if (!(in.file->f_mode & FMODE_READ))
1386                 goto fput_in;
1387         retval = -ESPIPE;
1388         if (!ppos) {
1389                 pos = in.file->f_pos;
1390         } else {
1391                 pos = *ppos;
1392                 if (!(in.file->f_mode & FMODE_PREAD))
1393                         goto fput_in;
1394         }
1395         retval = rw_verify_area(READ, in.file, &pos, count);
1396         if (retval < 0)
1397                 goto fput_in;
1398         if (count > MAX_RW_COUNT)
1399                 count =  MAX_RW_COUNT;
1400
1401         /*
1402          * Get output file, and verify that it is ok..
1403          */
1404         retval = -EBADF;
1405         out = fdget(out_fd);
1406         if (!out.file)
1407                 goto fput_in;
1408         if (!(out.file->f_mode & FMODE_WRITE))
1409                 goto fput_out;
1410         in_inode = file_inode(in.file);
1411         out_inode = file_inode(out.file);
1412         out_pos = out.file->f_pos;
1413         retval = rw_verify_area(WRITE, out.file, &out_pos, count);
1414         if (retval < 0)
1415                 goto fput_out;
1416
1417         if (!max)
1418                 max = min(in_inode->i_sb->s_maxbytes, out_inode->i_sb->s_maxbytes);
1419
1420         if (unlikely(pos + count > max)) {
1421                 retval = -EOVERFLOW;
1422                 if (pos >= max)
1423                         goto fput_out;
1424                 count = max - pos;
1425         }
1426
1427         fl = 0;
1428 #if 0
1429         /*
1430          * We need to debate whether we can enable this or not. The
1431          * man page documents EAGAIN return for the output at least,
1432          * and the application is arguably buggy if it doesn't expect
1433          * EAGAIN on a non-blocking file descriptor.
1434          */
1435         if (in.file->f_flags & O_NONBLOCK)
1436                 fl = SPLICE_F_NONBLOCK;
1437 #endif
1438         file_start_write(out.file);
1439         retval = do_splice_direct(in.file, &pos, out.file, &out_pos, count, fl);
1440         file_end_write(out.file);
1441
1442         if (retval > 0) {
1443                 add_rchar(current, retval);
1444                 add_wchar(current, retval);
1445                 fsnotify_access(in.file);
1446                 fsnotify_modify(out.file);
1447                 out.file->f_pos = out_pos;
1448                 if (ppos)
1449                         *ppos = pos;
1450                 else
1451                         in.file->f_pos = pos;
1452         }
1453
1454         inc_syscr(current);
1455         inc_syscw(current);
1456         if (pos > max)
1457                 retval = -EOVERFLOW;
1458
1459 fput_out:
1460         fdput(out);
1461 fput_in:
1462         fdput(in);
1463 out:
1464         return retval;
1465 }
1466
1467 SYSCALL_DEFINE4(sendfile, int, out_fd, int, in_fd, off_t __user *, offset, size_t, count)
1468 {
1469         loff_t pos;
1470         off_t off;
1471         ssize_t ret;
1472
1473         if (offset) {
1474                 if (unlikely(get_user(off, offset)))
1475                         return -EFAULT;
1476                 pos = off;
1477                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, MAX_NON_LFS);
1478                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1479                         return -EFAULT;
1480                 return ret;
1481         }
1482
1483         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1484 }
1485
1486 SYSCALL_DEFINE4(sendfile64, int, out_fd, int, in_fd, loff_t __user *, offset, size_t, count)
1487 {
1488         loff_t pos;
1489         ssize_t ret;
1490
1491         if (offset) {
1492                 if (unlikely(copy_from_user(&pos, offset, sizeof(loff_t))))
1493                         return -EFAULT;
1494                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, 0);
1495                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1496                         return -EFAULT;
1497                 return ret;
1498         }
1499
1500         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1501 }
1502
1503 #ifdef CONFIG_COMPAT
1504 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(sendfile, int, out_fd, int, in_fd,
1505                 compat_off_t __user *, offset, compat_size_t, count)
1506 {
1507         loff_t pos;
1508         off_t off;
1509         ssize_t ret;
1510
1511         if (offset) {
1512                 if (unlikely(get_user(off, offset)))
1513                         return -EFAULT;
1514                 pos = off;
1515                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, MAX_NON_LFS);
1516                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1517                         return -EFAULT;
1518                 return ret;
1519         }
1520
1521         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1522 }
1523
1524 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(sendfile64, int, out_fd, int, in_fd,
1525                 compat_loff_t __user *, offset, compat_size_t, count)
1526 {
1527         loff_t pos;
1528         ssize_t ret;
1529
1530         if (offset) {
1531                 if (unlikely(copy_from_user(&pos, offset, sizeof(loff_t))))
1532                         return -EFAULT;
1533                 ret = do_sendfile(out_fd, in_fd, &pos, count, 0);
1534                 if (unlikely(put_user(pos, offset)))
1535                         return -EFAULT;
1536                 return ret;
1537         }
1538
1539         return do_sendfile(out_fd, in_fd, NULL, count, 0);
1540 }
1541 #endif
1542
1543 /*
1544  * copy_file_range() differs from regular file read and write in that it
1545  * specifically allows return partial success.  When it does so is up to
1546  * the copy_file_range method.
1547  */
1548 ssize_t vfs_copy_file_range(struct file *file_in, loff_t pos_in,
1549                             struct file *file_out, loff_t pos_out,
1550                             size_t len, unsigned int flags)
1551 {
1552         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
1553         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
1554         ssize_t ret;
1555
1556         if (flags != 0)
1557                 return -EINVAL;
1558
1559         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1560                 return -EISDIR;
1561         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1562                 return -EINVAL;
1563
1564         ret = rw_verify_area(READ, file_in, &pos_in, len);
1565         if (unlikely(ret))
1566                 return ret;
1567
1568         ret = rw_verify_area(WRITE, file_out, &pos_out, len);
1569         if (unlikely(ret))
1570                 return ret;
1571
1572         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
1573             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
1574             (file_out->f_flags & O_APPEND))
1575                 return -EBADF;
1576
1577         /* this could be relaxed once a method supports cross-fs copies */
1578         if (inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
1579                 return -EXDEV;
1580
1581         if (len == 0)
1582                 return 0;
1583
1584         file_start_write(file_out);
1585
1586         /*
1587          * Try cloning first, this is supported by more file systems, and
1588          * more efficient if both clone and copy are supported (e.g. NFS).
1589          */
1590         if (file_in->f_op->clone_file_range) {
1591                 ret = file_in->f_op->clone_file_range(file_in, pos_in,
1592                                 file_out, pos_out, len);
1593                 if (ret == 0) {
1594                         ret = len;
1595                         goto done;
1596                 }
1597         }
1598
1599         if (file_out->f_op->copy_file_range) {
1600                 ret = file_out->f_op->copy_file_range(file_in, pos_in, file_out,
1601                                                       pos_out, len, flags);
1602                 if (ret != -EOPNOTSUPP)
1603                         goto done;
1604         }
1605
1606         ret = do_splice_direct(file_in, &pos_in, file_out, &pos_out,
1607                         len > MAX_RW_COUNT ? MAX_RW_COUNT : len, 0);
1608
1609 done:
1610         if (ret > 0) {
1611                 fsnotify_access(file_in);
1612                 add_rchar(current, ret);
1613                 fsnotify_modify(file_out);
1614                 add_wchar(current, ret);
1615         }
1616
1617         inc_syscr(current);
1618         inc_syscw(current);
1619
1620         file_end_write(file_out);
1621
1622         return ret;
1623 }
1624 EXPORT_SYMBOL(vfs_copy_file_range);
1625
1626 SYSCALL_DEFINE6(copy_file_range, int, fd_in, loff_t __user *, off_in,
1627                 int, fd_out, loff_t __user *, off_out,
1628                 size_t, len, unsigned int, flags)
1629 {
1630         loff_t pos_in;
1631         loff_t pos_out;
1632         struct fd f_in;
1633         struct fd f_out;
1634         ssize_t ret = -EBADF;
1635
1636         f_in = fdget(fd_in);
1637         if (!f_in.file)
1638                 goto out2;
1639
1640         f_out = fdget(fd_out);
1641         if (!f_out.file)
1642                 goto out1;
1643
1644         ret = -EFAULT;
1645         if (off_in) {
1646                 if (copy_from_user(&pos_in, off_in, sizeof(loff_t)))
1647                         goto out;
1648         } else {
1649                 pos_in = f_in.file->f_pos;
1650         }
1651
1652         if (off_out) {
1653                 if (copy_from_user(&pos_out, off_out, sizeof(loff_t)))
1654                         goto out;
1655         } else {
1656                 pos_out = f_out.file->f_pos;
1657         }
1658
1659         ret = vfs_copy_file_range(f_in.file, pos_in, f_out.file, pos_out, len,
1660                                   flags);
1661         if (ret > 0) {
1662                 pos_in += ret;
1663                 pos_out += ret;
1664
1665                 if (off_in) {
1666                         if (copy_to_user(off_in, &pos_in, sizeof(loff_t)))
1667                                 ret = -EFAULT;
1668                 } else {
1669                         f_in.file->f_pos = pos_in;
1670                 }
1671
1672                 if (off_out) {
1673                         if (copy_to_user(off_out, &pos_out, sizeof(loff_t)))
1674                                 ret = -EFAULT;
1675                 } else {
1676                         f_out.file->f_pos = pos_out;
1677                 }
1678         }
1679
1680 out:
1681         fdput(f_out);
1682 out1:
1683         fdput(f_in);
1684 out2:
1685         return ret;
1686 }
1687
1688 static int clone_verify_area(struct file *file, loff_t pos, u64 len, bool write)
1689 {
1690         struct inode *inode = file_inode(file);
1691
1692         if (unlikely(pos < 0))
1693                 return -EINVAL;
1694
1695          if (unlikely((loff_t) (pos + len) < 0))
1696                 return -EINVAL;
1697
1698         if (unlikely(inode->i_flctx && mandatory_lock(inode))) {
1699                 loff_t end = len ? pos + len - 1 : OFFSET_MAX;
1700                 int retval;
1701
1702                 retval = locks_mandatory_area(inode, file, pos, end,
1703                                 write ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1704                 if (retval < 0)
1705                         return retval;
1706         }
1707
1708         return security_file_permission(file, write ? MAY_WRITE : MAY_READ);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Check that the two inodes are eligible for cloning, the ranges make
1713  * sense, and then flush all dirty data.  Caller must ensure that the
1714  * inodes have been locked against any other modifications.
1715  *
1716  * Returns: 0 for "nothing to clone", 1 for "something to clone", or
1717  * the usual negative error code.
1718  */
1719 int vfs_clone_file_prep_inodes(struct inode *inode_in, loff_t pos_in,
1720                                struct inode *inode_out, loff_t pos_out,
1721                                u64 *len, bool is_dedupe)
1722 {
1723         loff_t bs = inode_out->i_sb->s_blocksize;
1724         loff_t blen;
1725         loff_t isize;
1726         bool same_inode = (inode_in == inode_out);
1727         int ret;
1728
1729         /* Don't touch certain kinds of inodes */
1730         if (IS_IMMUTABLE(inode_out))
1731                 return -EPERM;
1732
1733         if (IS_SWAPFILE(inode_in) || IS_SWAPFILE(inode_out))
1734                 return -ETXTBSY;
1735
1736         /* Don't reflink dirs, pipes, sockets... */
1737         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1738                 return -EISDIR;
1739         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1740                 return -EINVAL;
1741
1742         /* Are we going all the way to the end? */
1743         isize = i_size_read(inode_in);
1744         if (isize == 0)
1745                 return 0;
1746
1747         /* Zero length dedupe exits immediately; reflink goes to EOF. */
1748         if (*len == 0) {
1749                 if (is_dedupe || pos_in == isize)
1750                         return 0;
1751                 if (pos_in > isize)
1752                         return -EINVAL;
1753                 *len = isize - pos_in;
1754         }
1755
1756         /* Ensure offsets don't wrap and the input is inside i_size */
1757         if (pos_in + *len < pos_in || pos_out + *len < pos_out ||
1758             pos_in + *len > isize)
1759                 return -EINVAL;
1760
1761         /* Don't allow dedupe past EOF in the dest file */
1762         if (is_dedupe) {
1763                 loff_t  disize;
1764
1765                 disize = i_size_read(inode_out);
1766                 if (pos_out >= disize || pos_out + *len > disize)
1767                         return -EINVAL;
1768         }
1769
1770         /* If we're linking to EOF, continue to the block boundary. */
1771         if (pos_in + *len == isize)
1772                 blen = ALIGN(isize, bs) - pos_in;
1773         else
1774                 blen = *len;
1775
1776         /* Only reflink if we're aligned to block boundaries */
1777         if (!IS_ALIGNED(pos_in, bs) || !IS_ALIGNED(pos_in + blen, bs) ||
1778             !IS_ALIGNED(pos_out, bs) || !IS_ALIGNED(pos_out + blen, bs))
1779                 return -EINVAL;
1780
1781         /* Don't allow overlapped reflink within the same file */
1782         if (same_inode) {
1783                 if (pos_out + blen > pos_in && pos_out < pos_in + blen)
1784                         return -EINVAL;
1785         }
1786
1787         /* Wait for the completion of any pending IOs on both files */
1788         inode_dio_wait(inode_in);
1789         if (!same_inode)
1790                 inode_dio_wait(inode_out);
1791
1792         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_in->i_mapping,
1793                         pos_in, pos_in + *len - 1);
1794         if (ret)
1795                 return ret;
1796
1797         ret = filemap_write_and_wait_range(inode_out->i_mapping,
1798                         pos_out, pos_out + *len - 1);
1799         if (ret)
1800                 return ret;
1801
1802         /*
1803          * Check that the extents are the same.
1804          */
1805         if (is_dedupe) {
1806                 bool            is_same = false;
1807
1808                 ret = vfs_dedupe_file_range_compare(inode_in, pos_in,
1809                                 inode_out, pos_out, *len, &is_same);
1810                 if (ret)
1811                         return ret;
1812                 if (!is_same)
1813                         return -EBADE;
1814         }
1815
1816         return 1;
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL(vfs_clone_file_prep_inodes);
1819
1820 int do_clone_file_range(struct file *file_in, loff_t pos_in,
1821                         struct file *file_out, loff_t pos_out, u64 len)
1822 {
1823         struct inode *inode_in = file_inode(file_in);
1824         struct inode *inode_out = file_inode(file_out);
1825         int ret;
1826
1827         if (S_ISDIR(inode_in->i_mode) || S_ISDIR(inode_out->i_mode))
1828                 return -EISDIR;
1829         if (!S_ISREG(inode_in->i_mode) || !S_ISREG(inode_out->i_mode))
1830                 return -EINVAL;
1831
1832         /*
1833          * FICLONE/FICLONERANGE ioctls enforce that src and dest files are on
1834          * the same mount. Practically, they only need to be on the same file
1835          * system.
1836          */
1837         if (inode_in->i_sb != inode_out->i_sb)
1838                 return -EXDEV;
1839
1840         if (!(file_in->f_mode & FMODE_READ) ||
1841             !(file_out->f_mode & FMODE_WRITE) ||
1842             (file_out->f_flags & O_APPEND))
1843                 return -EBADF;
1844
1845         if (!file_in->f_op->clone_file_range)
1846                 return -EOPNOTSUPP;
1847
1848         ret = clone_verify_area(file_in, pos_in, len, false);
1849         if (ret)
1850                 return ret;
1851
1852         ret = clone_verify_area(file_out, pos_out, len, true);
1853         if (ret)
1854                 return ret;
1855
1856         if (pos_in + len > i_size_read(inode_in))
1857                 return -EINVAL;
1858
1859         ret = file_in->f_op->clone_file_range(file_in, pos_in,
1860                         file_out, pos_out, len);
1861         if (!ret) {
1862                 fsnotify_access(file_in);
1863                 fsnotify_modify(file_out);
1864         }
1865
1866         return ret;
1867 }
1868 EXPORT_SYMBOL(do_clone_file_range);
1869
1870 int vfs_clone_file_range(struct file *file_in, loff_t pos_in,
1871                          struct file *file_out, loff_t pos_out, u64 len)
1872 {
1873         int ret;
1874
1875         file_start_write(file_out);
1876         ret = do_clone_file_range(file_in, pos_in, file_out, pos_out, len);
1877         file_end_write(file_out);
1878
1879         return ret;
1880 }
1881 EXPORT_SYMBOL(vfs_clone_file_range);
1882
1883 /*
1884  * Read a page's worth of file data into the page cache.  Return the page
1885  * locked.
1886  */
1887 static struct page *vfs_dedupe_get_page(struct inode *inode, loff_t offset)
1888 {
1889         struct address_space *mapping;
1890         struct page *page;
1891         pgoff_t n;
1892
1893         n = offset >> PAGE_SHIFT;
1894         mapping = inode->i_mapping;
1895         page = read_mapping_page(mapping, n, NULL);
1896         if (IS_ERR(page))
1897                 return page;
1898         if (!PageUptodate(page)) {
1899                 put_page(page);
1900                 return ERR_PTR(-EIO);
1901         }
1902         lock_page(page);
1903         return page;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Compare extents of two files to see if they are the same.
1908  * Caller must have locked both inodes to prevent write races.
1909  */
1910 int vfs_dedupe_file_range_compare(struct inode *src, loff_t srcoff,
1911                                   struct inode *dest, loff_t destoff,
1912                                   loff_t len, bool *is_same)
1913 {
1914         loff_t src_poff;
1915         loff_t dest_poff;
1916         void *src_addr;
1917         void *dest_addr;
1918         struct page *src_page;
1919         struct page *dest_page;
1920         loff_t cmp_len;
1921         bool same;
1922         int error;
1923
1924         error = -EINVAL;
1925         same = true;
1926         while (len) {
1927                 src_poff = srcoff & (PAGE_SIZE - 1);
1928                 dest_poff = destoff & (PAGE_SIZE - 1);
1929                 cmp_len = min(PAGE_SIZE - src_poff,
1930                               PAGE_SIZE - dest_poff);
1931                 cmp_len = min(cmp_len, len);
1932                 if (cmp_len <= 0)
1933                         goto out_error;
1934
1935                 src_page = vfs_dedupe_get_page(src, srcoff);
1936                 if (IS_ERR(src_page)) {
1937                         error = PTR_ERR(src_page);
1938                         goto out_error;
1939                 }
1940                 dest_page = vfs_dedupe_get_page(dest, destoff);
1941                 if (IS_ERR(dest_page)) {
1942                         error = PTR_ERR(dest_page);
1943                         unlock_page(src_page);
1944                         put_page(src_page);
1945                         goto out_error;
1946                 }
1947                 src_addr = kmap_atomic(src_page);
1948                 dest_addr = kmap_atomic(dest_page);
1949
1950                 flush_dcache_page(src_page);
1951                 flush_dcache_page(dest_page);
1952
1953                 if (memcmp(src_addr + src_poff, dest_addr + dest_poff, cmp_len))
1954                         same = false;
1955
1956                 kunmap_atomic(dest_addr);
1957                 kunmap_atomic(src_addr);
1958                 unlock_page(dest_page);
1959                 unlock_page(src_page);
1960                 put_page(dest_page);
1961                 put_page(src_page);
1962
1963                 if (!same)
1964                         break;
1965
1966                 srcoff += cmp_len;
1967                 destoff += cmp_len;
1968                 len -= cmp_len;
1969         }
1970
1971         *is_same = same;
1972         return 0;
1973
1974 out_error:
1975         return error;
1976 }
1977 EXPORT_SYMBOL(vfs_dedupe_file_range_compare);
1978
1979 /* Check whether we are allowed to dedupe the destination file */
1980 static bool allow_file_dedupe(struct file *file)
1981 {
1982         if (capable(CAP_SYS_ADMIN))
1983                 return true;
1984         if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
1985                 return true;
1986         if (uid_eq(current_fsuid(), file_inode(file)->i_uid))
1987                 return true;
1988         if (!inode_permission(file_inode(file), MAY_WRITE))
1989                 return true;
1990         return false;
1991 }
1992
1993 int vfs_dedupe_file_range_one(struct file *src_file, loff_t src_pos,
1994                               struct file *dst_file, loff_t dst_pos, u64 len)
1995 {
1996         s64 ret;
1997
1998         ret = mnt_want_write_file(dst_file);
1999         if (ret)
2000                 return ret;
2001
2002         ret = clone_verify_area(dst_file, dst_pos, len, true);
2003         if (ret < 0)
2004                 goto out_drop_write;
2005
2006         ret = -EPERM;
2007         if (!allow_file_dedupe(dst_file))
2008                 goto out_drop_write;
2009
2010         ret = -EXDEV;
2011         if (src_file->f_path.mnt != dst_file->f_path.mnt)
2012                 goto out_drop_write;
2013
2014         ret = -EISDIR;
2015         if (S_ISDIR(file_inode(dst_file)->i_mode))
2016                 goto out_drop_write;
2017
2018         ret = -EINVAL;
2019         if (!dst_file->f_op->dedupe_file_range)
2020                 goto out_drop_write;
2021
2022         ret = dst_file->f_op->dedupe_file_range(src_file, src_pos,
2023                                                 dst_file, dst_pos, len);
2024 out_drop_write:
2025         mnt_drop_write_file(dst_file);
2026
2027         return ret;
2028 }
2029 EXPORT_SYMBOL(vfs_dedupe_file_range_one);
2030
2031 int vfs_dedupe_file_range(struct file *file, struct file_dedupe_range *same)
2032 {
2033         struct file_dedupe_range_info *info;
2034         struct inode *src = file_inode(file);
2035         u64 off;
2036         u64 len;
2037         int i;
2038         int ret;
2039         u16 count = same->dest_count;
2040         int deduped;
2041
2042         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
2043                 return -EINVAL;
2044
2045         if (same->reserved1 || same->reserved2)
2046                 return -EINVAL;
2047
2048         off = same->src_offset;
2049         len = same->src_length;
2050
2051         ret = -EISDIR;
2052         if (S_ISDIR(src->i_mode))
2053                 goto out;
2054
2055         ret = -EINVAL;
2056         if (!S_ISREG(src->i_mode))
2057                 goto out;
2058
2059         ret = clone_verify_area(file, off, len, false);
2060         if (ret < 0)
2061                 goto out;
2062         ret = 0;
2063
2064         if (off + len > i_size_read(src))
2065                 return -EINVAL;
2066
2067         /* Arbitrary 1G limit on a single dedupe request, can be raised. */
2068         len = min_t(u64, len, 1 << 30);
2069
2070         /* pre-format output fields to sane values */
2071         for (i = 0; i < count; i++) {
2072                 same->info[i].bytes_deduped = 0ULL;
2073                 same->info[i].status = FILE_DEDUPE_RANGE_SAME;
2074         }
2075
2076         for (i = 0, info = same->info; i < count; i++, info++) {
2077                 struct fd dst_fd = fdget(info->dest_fd);
2078                 struct file *dst_file = dst_fd.file;
2079
2080                 if (!dst_file) {
2081                         info->status = -EBADF;
2082                         goto next_loop;
2083                 }
2084
2085                 if (info->reserved) {
2086                         info->status = -EINVAL;
2087                         goto next_fdput;
2088                 }
2089
2090                 deduped = vfs_dedupe_file_range_one(file, off, dst_file,
2091                                                     info->dest_offset, len);
2092                 if (deduped == -EBADE)
2093                         info->status = FILE_DEDUPE_RANGE_DIFFERS;
2094                 else if (deduped < 0)
2095                         info->status = deduped;
2096                 else
2097                         info->bytes_deduped = len;
2098
2099 next_fdput:
2100                 fdput(dst_fd);
2101 next_loop:
2102                 if (fatal_signal_pending(current))
2103                         goto out;
2104         }
2105
2106 out:
2107         return ret;
2108 }
2109 EXPORT_SYMBOL(vfs_dedupe_file_range);