include/linux/uio.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
   2 /*
   3  *      Berkeley style UIO structures   -       Alan Cox 1994.
   4  */
   5 #ifndef __LINUX_UIO_H
   6 #define __LINUX_UIO_H
   7
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/thread_info.h>
  10 #include <linux/mm_types.h>
  11 #include <uapi/linux/uio.h>
  12
  13 struct page;
  14 struct pipe_inode_info;
  15
  16 struct kvec {
  17         void *iov_base; /* and that should *never* hold a userland pointer */
  18         size_t iov_len;
  19 };
  20
  21 enum iter_type {
  22         /* iter types */
  23         ITER_IOVEC,
  24         ITER_KVEC,
  25         ITER_BVEC,
  26         ITER_PIPE,
  27         ITER_XARRAY,
  28         ITER_DISCARD,
  29 };
  30
  31 struct iov_iter_state {
  32         size_t iov_offset;
  33         size_t count;
  34         unsigned long nr_segs;
  35 };
  36
  37 struct iov_iter {
  38         u8 iter_type;
  39         bool nofault;
  40         bool data_source;
  41         size_t iov_offset;
  42         size_t count;
  43         union {
  44                 const struct iovec *iov;
  45                 const struct kvec *kvec;
  46                 const struct bio_vec *bvec;
  47                 struct xarray *xarray;
  48                 struct pipe_inode_info *pipe;
  49         };
  50         union {
  51                 unsigned long nr_segs;
  52                 struct {
  53                         unsigned int head;
  54                         unsigned int start_head;
  55                 };
  56                 loff_t xarray_start;
  57         };
  58 };
  59
  60 static inline enum iter_type iov_iter_type(const struct iov_iter *i)
  61 {
  62         return i->iter_type;
  63 }
  64
  65 static inline void iov_iter_save_state(struct iov_iter *iter,
  66                                        struct iov_iter_state *state)
  67 {
  68         state->iov_offset = iter->iov_offset;
  69         state->count = iter->count;
  70         state->nr_segs = iter->nr_segs;
  71 }
  72
  73 static inline bool iter_is_iovec(const struct iov_iter *i)
  74 {
  75         return iov_iter_type(i) == ITER_IOVEC;
  76 }
  77
  78 static inline bool iov_iter_is_kvec(const struct iov_iter *i)
  79 {
  80         return iov_iter_type(i) == ITER_KVEC;
  81 }
  82
  83 static inline bool iov_iter_is_bvec(const struct iov_iter *i)
  84 {
  85         return iov_iter_type(i) == ITER_BVEC;
  86 }
  87
  88 static inline bool iov_iter_is_pipe(const struct iov_iter *i)
  89 {
  90         return iov_iter_type(i) == ITER_PIPE;
  91 }
  92
  93 static inline bool iov_iter_is_discard(const struct iov_iter *i)
  94 {
  95         return iov_iter_type(i) == ITER_DISCARD;
  96 }
  97
  98 static inline bool iov_iter_is_xarray(const struct iov_iter *i)
  99 {
 100         return iov_iter_type(i) == ITER_XARRAY;
 101 }
 102
 103 static inline unsigned char iov_iter_rw(const struct iov_iter *i)
 104 {
 105         return i->data_source ? WRITE : READ;
 106 }
 107
 108 /*
 109  * Total number of bytes covered by an iovec.
 110  *
 111  * NOTE that it is not safe to use this function until all the iovec's
 112  * segment lengths have been validated.  Because the individual lengths can
 113  * overflow a size_t when added together.
 114  */
 115 static inline size_t iov_length(const struct iovec *iov, unsigned long nr_segs)
 116 {
 117         unsigned long seg;
 118         size_t ret = 0;
 119
 120         for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++)
 121                 ret += iov[seg].iov_len;
 122         return ret;
 123 }
 124
 125 static inline struct iovec iov_iter_iovec(const struct iov_iter *iter)
 126 {
 127         return (struct iovec) {
 128                 .iov_base = iter->iov->iov_base + iter->iov_offset,
 129                 .iov_len = min(iter->count,
 130                                iter->iov->iov_len - iter->iov_offset),
 131         };
 132 }
 133
 134 size_t copy_page_from_iter_atomic(struct page *page, unsigned offset,
 135                                   size_t bytes, struct iov_iter *i);
 136 void iov_iter_advance(struct iov_iter *i, size_t bytes);
 137 void iov_iter_revert(struct iov_iter *i, size_t bytes);
 138 size_t fault_in_iov_iter_readable(const struct iov_iter *i, size_t bytes);
 139 size_t fault_in_iov_iter_writeable(const struct iov_iter *i, size_t bytes);
 140 size_t iov_iter_single_seg_count(const struct iov_iter *i);
 141 size_t copy_page_to_iter(struct page *page, size_t offset, size_t bytes,
 142                          struct iov_iter *i);
 143 size_t copy_page_from_iter(struct page *page, size_t offset, size_t bytes,
 144                          struct iov_iter *i);
 145
 146 size_t _copy_to_iter(const void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i);
 147 size_t _copy_from_iter(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i);
 148 size_t _copy_from_iter_nocache(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i);
 149
 150 static inline size_t copy_folio_to_iter(struct folio *folio, size_t offset,
 151                 size_t bytes, struct iov_iter *i)
 152 {
 153         return copy_page_to_iter(&folio->page, offset, bytes, i);
 154 }
 155
 156 static __always_inline __must_check
 157 size_t copy_to_iter(const void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
 158 {
 159         if (unlikely(!check_copy_size(addr, bytes, true)))
 160                 return 0;
 161         else
 162                 return _copy_to_iter(addr, bytes, i);
 163 }
 164
 165 static __always_inline __must_check
 166 size_t copy_from_iter(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
 167 {
 168         if (unlikely(!check_copy_size(addr, bytes, false)))
 169                 return 0;
 170         else
 171                 return _copy_from_iter(addr, bytes, i);
 172 }
 173
 174 static __always_inline __must_check
 175 bool copy_from_iter_full(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
 176 {
 177         size_t copied = copy_from_iter(addr, bytes, i);
 178         if (likely(copied == bytes))
 179                 return true;
 180         iov_iter_revert(i, copied);
 181         return false;
 182 }
 183
 184 static __always_inline __must_check
 185 size_t copy_from_iter_nocache(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
 186 {
 187         if (unlikely(!check_copy_size(addr, bytes, false)))
 188                 return 0;
 189         else
 190                 return _copy_from_iter_nocache(addr, bytes, i);
 191 }
 192
 193 static __always_inline __must_check
 194 bool copy_from_iter_full_nocache(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i)
 195 {
 196         size_t copied = copy_from_iter_nocache(addr, bytes, i);
 197         if (likely(copied == bytes))
 198                 return true;
 199         iov_iter_revert(i, copied);
 200         return false;
 201 }
 202
 203 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_UACCESS_FLUSHCACHE
 204 /*
 205  * Note, users like pmem that depend on the stricter semantics of
 206  * _copy_from_iter_flushcache() than _copy_from_iter_nocache() must check for
 207  * IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_UACCESS_FLUSHCACHE) before assuming that the
 208  * destination is flushed from the cache on return.
 209  */
 210 size_t _copy_from_iter_flushcache(void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i);
 211 #else
 212 #define _copy_from_iter_flushcache _copy_from_iter_nocache
 213 #endif
 214
 215 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_COPY_MC
 216 size_t _copy_mc_to_iter(const void *addr, size_t bytes, struct iov_iter *i);
 217 #else
 218 #define _copy_mc_to_iter _copy_to_iter
 219 #endif
 220
 221 size_t iov_iter_zero(size_t bytes, struct iov_iter *);
 222 unsigned long iov_iter_alignment(const struct iov_iter *i);
 223 unsigned long iov_iter_gap_alignment(const struct iov_iter *i);
 224 void iov_iter_init(struct iov_iter *i, unsigned int direction, const struct iovec *iov,
 225                         unsigned long nr_segs, size_t count);
 226 void iov_iter_kvec(struct iov_iter *i, unsigned int direction, const struct kvec *kvec,
 227                         unsigned long nr_segs, size_t count);
 228 void iov_iter_bvec(struct iov_iter *i, unsigned int direction, const struct bio_vec *bvec,
 229                         unsigned long nr_segs, size_t count);
 230 void iov_iter_pipe(struct iov_iter *i, unsigned int direction, struct pipe_inode_info *pipe,
 231                         size_t count);
 232 void iov_iter_discard(struct iov_iter *i, unsigned int direction, size_t count);
 233 void iov_iter_xarray(struct iov_iter *i, unsigned int direction, struct xarray *xarray,
 234                      loff_t start, size_t count);
 235 ssize_t iov_iter_get_pages(struct iov_iter *i, struct page **pages,
 236                         size_t maxsize, unsigned maxpages, size_t *start);
 237 ssize_t iov_iter_get_pages_alloc(struct iov_iter *i, struct page ***pages,
 238                         size_t maxsize, size_t *start);
 239 int iov_iter_npages(const struct iov_iter *i, int maxpages);
 240 void iov_iter_restore(struct iov_iter *i, struct iov_iter_state *state);
 241
 242 const void *dup_iter(struct iov_iter *new, struct iov_iter *old, gfp_t flags);
 243
 244 static inline size_t iov_iter_count(const struct iov_iter *i)
 245 {
 246         return i->count;
 247 }
 248
 249 /*
 250  * Cap the iov_iter by given limit; note that the second argument is
 251  * *not* the new size - it's upper limit for such.  Passing it a value
 252  * greater than the amount of data in iov_iter is fine - it'll just do
 253  * nothing in that case.
 254  */
 255 static inline void iov_iter_truncate(struct iov_iter *i, u64 count)
 256 {
 257         /*
 258          * count doesn't have to fit in size_t - comparison extends both
 259          * operands to u64 here and any value that would be truncated by
 260          * conversion in assignement is by definition greater than all
 261          * values of size_t, including old i->count.
 262          */
 263         if (i->count > count)
 264                 i->count = count;
 265 }
 266
 267 /*
 268  * reexpand a previously truncated iterator; count must be no more than how much
 269  * we had shrunk it.
 270  */
 271 static inline void iov_iter_reexpand(struct iov_iter *i, size_t count)
 272 {
 273         i->count = count;
 274 }
 275
 276 static inline int
 277 iov_iter_npages_cap(struct iov_iter *i, int maxpages, size_t max_bytes)
 278 {
 279         size_t shorted = 0;
 280         int npages;
 281
 282         if (iov_iter_count(i) > max_bytes) {
 283                 shorted = iov_iter_count(i) - max_bytes;
 284                 iov_iter_truncate(i, max_bytes);
 285         }
 286         npages = iov_iter_npages(i, INT_MAX);
 287         if (shorted)
 288                 iov_iter_reexpand(i, iov_iter_count(i) + shorted);
 289
 290         return npages;
 291 }
 292
 293 struct csum_state {
 294         __wsum csum;
 295         size_t off;
 296 };
 297
 298 size_t csum_and_copy_to_iter(const void *addr, size_t bytes, void *csstate, struct iov_iter *i);
 299 size_t csum_and_copy_from_iter(void *addr, size_t bytes, __wsum *csum, struct iov_iter *i);
 300
 301 static __always_inline __must_check
 302 bool csum_and_copy_from_iter_full(void *addr, size_t bytes,
 303                                   __wsum *csum, struct iov_iter *i)
 304 {
 305         size_t copied = csum_and_copy_from_iter(addr, bytes, csum, i);
 306         if (likely(copied == bytes))
 307                 return true;
 308         iov_iter_revert(i, copied);
 309         return false;
 310 }
 311 size_t hash_and_copy_to_iter(const void *addr, size_t bytes, void *hashp,
 312                 struct iov_iter *i);
 313
 314 struct iovec *iovec_from_user(const struct iovec __user *uvector,
 315                 unsigned long nr_segs, unsigned long fast_segs,
 316                 struct iovec *fast_iov, bool compat);
 317 ssize_t import_iovec(int type, const struct iovec __user *uvec,
 318                  unsigned nr_segs, unsigned fast_segs, struct iovec **iovp,
 319                  struct iov_iter *i);
 320 ssize_t __import_iovec(int type, const struct iovec __user *uvec,
 321                  unsigned nr_segs, unsigned fast_segs, struct iovec **iovp,
 322                  struct iov_iter *i, bool compat);
 323 int import_single_range(int type, void __user *buf, size_t len,
 324                  struct iovec *iov, struct iov_iter *i);
 325
 326 #endif