08574a86da72d3a8f72abb5413631629015b413e
[platform/kernel/linux-rpi.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
150 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
151 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
152 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
153 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
154 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
155
156 struct kmem_cache *req_cachep;
157
158 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
159 {
160 #if defined(CONFIG_UNIX)
161         if (io_is_uring_fops(file)) {
162                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
163
164                 return ctx->ring_sock->sk;
165         }
166 #endif
167         return NULL;
168 }
169 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
170
171 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
172 {
173         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
174             ctx->submit_state.cqes_count)
175                 __io_submit_flush_completions(ctx);
176 }
177
178 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
179 {
180         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
181 }
182
183 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
184 {
185         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
186 }
187
188 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
189 {
190         struct io_kiocb *req;
191
192         io_for_each_link(req, head) {
193                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
194                         return true;
195         }
196         return false;
197 }
198
199 /*
200  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
201  * User must not hold timeout_lock.
202  */
203 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
204                         bool cancel_all)
205 {
206         bool matched;
207
208         if (task && head->task != task)
209                 return false;
210         if (cancel_all)
211                 return true;
212
213         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
214                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
215
216                 /* protect against races with linked timeouts */
217                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
218                 matched = io_match_linked(head);
219                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
220         } else {
221                 matched = io_match_linked(head);
222         }
223         return matched;
224 }
225
226 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
227 {
228         req_set_fail(req);
229         io_req_set_res(req, res, 0);
230 }
231
232 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
233 {
234         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
235         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
236 }
237
238 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
239 {
240         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
241
242         complete(&ctx->ref_comp);
243 }
244
245 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
246 {
247         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
248                                                 fallback_work.work);
249         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
250         struct io_kiocb *req, *tmp;
251         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
252
253         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
254         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
255                 req->io_task_work.func(req, &ts);
256         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
257                 return;
258         io_submit_flush_completions(ctx);
259         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
260 }
261
262 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
263 {
264         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
265         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
266
267         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
268         if (!table->hbs)
269                 return -ENOMEM;
270
271         table->hash_bits = bits;
272         init_hash_table(table, hash_buckets);
273         return 0;
274 }
275
276 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
277 {
278         struct io_ring_ctx *ctx;
279         int hash_bits;
280
281         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
282         if (!ctx)
283                 return NULL;
284
285         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
286
287         /*
288          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
289          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
290          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
291          */
292         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
293         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
295                 goto err;
296         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
297                 goto err;
298
299         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
300         if (!ctx->dummy_ubuf)
301                 goto err;
302         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
303         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
304
305         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
306                             0, GFP_KERNEL))
307                 goto err;
308
309         ctx->flags = p->flags;
310         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
313         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
315                             sizeof(struct io_rsrc_node));
316         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
317                             sizeof(struct async_poll));
318         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
319                             sizeof(struct io_async_msghdr));
320         init_completion(&ctx->ref_comp);
321         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
322         mutex_init(&ctx->uring_lock);
323         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
324         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
325         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
326         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
327         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
328         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
335         init_llist_head(&ctx->work_llist);
336         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
337         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
339         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
340         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
341         return ctx;
342 err:
343         kfree(ctx->dummy_ubuf);
344         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
345         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
346         kfree(ctx->io_bl);
347         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
348         kfree(ctx);
349         return NULL;
350 }
351
352 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
353 {
354         struct io_rings *r = ctx->rings;
355
356         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
357         ctx->cq_extra--;
358 }
359
360 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
361 {
362         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
363                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
364
365                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
366         }
367
368         return false;
369 }
370
371 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
372 {
373         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
374                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
375                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
376         }
377 }
378
379 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
380 {
381         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
382                 return NULL;
383
384         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
385         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
386
387         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
388         io_req_set_refcount(req);
389         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
390         return req->link;
391 }
392
393 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
394 {
395         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
396                 return NULL;
397         return __io_prep_linked_timeout(req);
398 }
399
400 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
401 {
402         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
403 }
404
405 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
406 {
407         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
408                 __io_arm_ltimeout(req);
409 }
410
411 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
412 {
413         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
414         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
415
416         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
417                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
418                 req->creds = get_current_cred();
419         }
420
421         req->work.list.next = NULL;
422         req->work.flags = 0;
423         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
424         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
425                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
426
427         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
428                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
429
430         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
431                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
432
433                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
434                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
435                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
436                         should_hash = false;
437                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
438                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
439         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
440                 if (def->unbound_nonreg_file)
441                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
442         }
443 }
444
445 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
446 {
447         struct io_kiocb *cur;
448
449         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
450                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
451
452                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
453                 io_for_each_link(cur, req)
454                         io_prep_async_work(cur);
455                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
456         } else {
457                 io_for_each_link(cur, req)
458                         io_prep_async_work(cur);
459         }
460 }
461
462 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
463 {
464         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
465         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
466
467         BUG_ON(!tctx);
468         BUG_ON(!tctx->io_wq);
469
470         /* init ->work of the whole link before punting */
471         io_prep_async_link(req);
472
473         /*
474          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
475          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
476          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
477          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
478          * worker for it).
479          */
480         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
481                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
482
483         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
484         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
485         if (link)
486                 io_queue_linked_timeout(link);
487 }
488
489 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
490 {
491         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
492                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
493                                                 struct io_defer_entry, list);
494
495                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
496                         break;
497                 list_del_init(&de->list);
498                 io_req_task_queue(de->req);
499                 kfree(de);
500         }
501 }
502
503
504 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
505 {
506         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
507         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
508
509         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
510                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
511
512         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
513          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
514          * it regardless.
515          */
516         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
517                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
518                 kfree(ev_fd);
519         }
520 }
521
522 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
523 {
524         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
525
526         rcu_read_lock();
527         /*
528          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
529          * and eventfd_signal
530          */
531         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
532
533         /*
534          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
535          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
536          * the function and rcu_read_lock.
537          */
538         if (unlikely(!ev_fd))
539                 goto out;
540         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
541                 goto out;
542         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
543                 goto out;
544
545         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
546                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
547         } else {
548                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
549                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
550                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
551                 else
552                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
553         }
554
555 out:
556         rcu_read_unlock();
557 }
558
559 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
560 {
561         bool skip;
562
563         spin_lock(&ctx->completion_lock);
564
565         /*
566          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
567          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
568          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
569          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
570          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
571          * posted to the CQ ring.
572          */
573         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
574         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
575         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
576         if (skip)
577                 return;
578
579         io_eventfd_signal(ctx);
580 }
581
582 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
583 {
584         if (ctx->poll_activated)
585                 io_poll_wq_wake(ctx);
586         if (ctx->off_timeout_used)
587                 io_flush_timeouts(ctx);
588         if (ctx->drain_active) {
589                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
590                 io_queue_deferred(ctx);
591                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
592         }
593         if (ctx->has_evfd)
594                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
595 }
596
597 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
598         __acquires(ctx->completion_lock)
599 {
600         if (!ctx->task_complete)
601                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
602 }
603
604 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
605 {
606         if (!ctx->task_complete)
607                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
608 }
609
610 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
611         __acquires(ctx->completion_lock)
612 {
613         spin_lock(&ctx->completion_lock);
614 }
615
616 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
617         __releases(ctx->completion_lock)
618 {
619         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
620 }
621
622 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
623 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
624         __releases(ctx->completion_lock)
625 {
626         io_commit_cqring(ctx);
627         __io_cq_unlock(ctx);
628         io_commit_cqring_flush(ctx);
629         io_cqring_wake(ctx);
630 }
631
632 static void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
633         __releases(ctx->completion_lock)
634 {
635         io_commit_cqring(ctx);
636
637         if (ctx->task_complete) {
638                 /*
639                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
640                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
641                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
642                  */
643                 io_commit_cqring_flush(ctx);
644         } else {
645                 __io_cq_unlock(ctx);
646                 io_commit_cqring_flush(ctx);
647                 io_cqring_wake(ctx);
648         }
649 }
650
651 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
652         __releases(ctx->completion_lock)
653 {
654         io_commit_cqring(ctx);
655         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
656         io_commit_cqring_flush(ctx);
657         io_cqring_wake(ctx);
658 }
659
660 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
661 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
662 {
663         struct io_overflow_cqe *ocqe;
664         LIST_HEAD(list);
665
666         io_cq_lock(ctx);
667         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
668         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
669         io_cq_unlock(ctx);
670
671         while (!list_empty(&list)) {
672                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
673                 list_del(&ocqe->list);
674                 kfree(ocqe);
675         }
676 }
677
678 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
679 {
680         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
681
682         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
683                 return;
684
685         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
686                 cqe_size <<= 1;
687
688         io_cq_lock(ctx);
689         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
690                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
691                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
692
693                 if (!cqe)
694                         break;
695                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
696                                         struct io_overflow_cqe, list);
697                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
698                 list_del(&ocqe->list);
699                 kfree(ocqe);
700         }
701
702         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
703                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
704                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
705         }
706         io_cq_unlock_post(ctx);
707 }
708
709 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
710 {
711         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
712         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
713                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
714         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
715         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
716                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
717 }
718
719 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
720 {
721         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
722                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
723 }
724
725 /* can be called by any task */
726 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
727 {
728         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
729
730         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
731         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
732                 wake_up(&tctx->wait);
733         put_task_struct_many(task, nr);
734 }
735
736 /* used by a task to put its own references */
737 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
738 {
739         task->io_uring->cached_refs += nr;
740 }
741
742 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
743 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
744 {
745         if (likely(task == current))
746                 io_put_task_local(task, nr);
747         else
748                 io_put_task_remote(task, nr);
749 }
750
751 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
752 {
753         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
754
755         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
756         refcount_add(refill, &current->usage);
757         tctx->cached_refs += refill;
758 }
759
760 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
761 {
762         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
763         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
764
765         if (refs) {
766                 tctx->cached_refs = 0;
767                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
768                 put_task_struct_many(task, refs);
769         }
770 }
771
772 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
773                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
774 {
775         struct io_overflow_cqe *ocqe;
776         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
777         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
778
779         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
780
781         if (is_cqe32)
782                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
783
784         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
785         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
786         if (!ocqe) {
787                 /*
788                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
789                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
790                  * on the floor.
791                  */
792                 io_account_cq_overflow(ctx);
793                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
794                 return false;
795         }
796         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
797                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
798                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
799
800         }
801         ocqe->cqe.user_data = user_data;
802         ocqe->cqe.res = res;
803         ocqe->cqe.flags = cflags;
804         if (is_cqe32) {
805                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
806                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
807         }
808         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
809         return true;
810 }
811
812 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
813 {
814         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
815                 req->extra1 = 0;
816                 req->extra2 = 0;
817         }
818         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
819                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
820                                         req->extra1, req->extra2);
821 }
822
823 /*
824  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
825  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
826  * fill the cq entry
827  */
828 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
829 {
830         struct io_rings *rings = ctx->rings;
831         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
832         unsigned int free, queued, len;
833
834         /*
835          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
836          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
837          * Force overflow the completion.
838          */
839         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
840                 return NULL;
841
842         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
843         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
844         free = ctx->cq_entries - queued;
845         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
846         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
847         if (!len)
848                 return NULL;
849
850         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
851                 off <<= 1;
852                 len <<= 1;
853         }
854
855         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
856         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
857
858         ctx->cached_cq_tail++;
859         ctx->cqe_cached++;
860         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
861                 ctx->cqe_cached++;
862         return &rings->cqes[off];
863 }
864
865 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
866                               u32 cflags)
867 {
868         struct io_uring_cqe *cqe;
869
870         ctx->cq_extra++;
871
872         /*
873          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
874          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
875          * the ring.
876          */
877         cqe = io_get_cqe(ctx);
878         if (likely(cqe)) {
879                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
880
881                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
882                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
883                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
884
885                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
886                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
887                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
888                 }
889                 return true;
890         }
891         return false;
892 }
893
894 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
895         __must_hold(&ctx->uring_lock)
896 {
897         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
898         unsigned int i;
899
900         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
901         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
902                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
903
904                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
905                         if (ctx->task_complete) {
906                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
907                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
908                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
909                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
910                         } else {
911                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
912                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
913                         }
914                 }
915         }
916         state->cqes_count = 0;
917 }
918
919 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
920                               bool allow_overflow)
921 {
922         bool filled;
923
924         io_cq_lock(ctx);
925         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
926         if (!filled && allow_overflow)
927                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
928
929         io_cq_unlock_post(ctx);
930         return filled;
931 }
932
933 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
934 {
935         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
936 }
937
938 bool io_aux_cqe(const struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags,
939                 bool allow_overflow)
940 {
941         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
942         u64 user_data = req->cqe.user_data;
943         struct io_uring_cqe *cqe;
944         unsigned int length;
945
946         if (!defer)
947                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
948
949         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
950
951         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
952
953         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
954                 __io_cq_lock(ctx);
955                 __io_flush_post_cqes(ctx);
956                 /* no need to flush - flush is deferred */
957                 __io_cq_unlock_post(ctx);
958         }
959
960         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
961          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
962          * and in that it works just as well.
963          */
964         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
965                 return false;
966
967         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
968         cqe->user_data = user_data;
969         cqe->res = res;
970         cqe->flags = cflags;
971         return true;
972 }
973
974 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
975 {
976         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
977         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
978
979         io_cq_lock(ctx);
980         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
981                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
982
983         /*
984          * If we're the last reference to this request, add to our locked
985          * free_list cache.
986          */
987         if (req_ref_put_and_test(req)) {
988                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
989                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
990                                 io_disarm_next(req);
991                         if (req->link) {
992                                 io_req_task_queue(req->link);
993                                 req->link = NULL;
994                         }
995                 }
996                 io_put_kbuf_comp(req);
997                 io_dismantle_req(req);
998                 rsrc_node = req->rsrc_node;
999                 /*
1000                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1001                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1002                  * deadlocks.
1003                  */
1004                 io_put_task_remote(req->task, 1);
1005                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1006                 ctx->locked_free_nr++;
1007         }
1008         io_cq_unlock_post(ctx);
1009
1010         if (rsrc_node) {
1011                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1012                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1013                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1014         }
1015 }
1016
1017 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1018 {
1019         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1020                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1021                 io_req_task_work_add(req);
1022         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1023                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1024                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1025         } else {
1026                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1027
1028                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1029                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1030                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1031         }
1032 }
1033
1034 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1035         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1036 {
1037         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1038
1039         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1040
1041         req_set_fail(req);
1042         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1043         if (def->fail)
1044                 def->fail(req);
1045         io_req_complete_defer(req);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1050  * advance and keep them valid across allocations.
1051  */
1052 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1053 {
1054         req->ctx = ctx;
1055         req->link = NULL;
1056         req->async_data = NULL;
1057         /* not necessary, but safer to zero */
1058         req->cqe.res = 0;
1059 }
1060
1061 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1062                                         struct io_submit_state *state)
1063 {
1064         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1065         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1066         ctx->locked_free_nr = 0;
1067         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1072  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1073  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1074  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1075  */
1076 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1077         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1078 {
1079         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1080         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1081         int ret, i;
1082
1083         /*
1084          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1085          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1086          * side cache.
1087          */
1088         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1089                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1090                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1091                         return true;
1092         }
1093
1094         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1095
1096         /*
1097          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1098          * retry single alloc to be on the safe side.
1099          */
1100         if (unlikely(ret <= 0)) {
1101                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1102                 if (!reqs[0])
1103                         return false;
1104                 ret = 1;
1105         }
1106
1107         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1108         for (i = 0; i < ret; i++) {
1109                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1110
1111                 io_preinit_req(req, ctx);
1112                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1113         }
1114         return true;
1115 }
1116
1117 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1118 {
1119         unsigned int flags = req->flags;
1120
1121         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1122                 io_clean_op(req);
1123         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1124                 io_put_file(req->file);
1125 }
1126
1127 static __cold void io_free_req_tw(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1128 {
1129         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1130
1131         if (req->rsrc_node) {
1132                 io_tw_lock(ctx, ts);
1133                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1134         }
1135         io_dismantle_req(req);
1136         io_put_task_remote(req->task, 1);
1137
1138         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1139         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1140         ctx->locked_free_nr++;
1141         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1142 }
1143
1144 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1145 {
1146         req->io_task_work.func = io_free_req_tw;
1147         io_req_task_work_add(req);
1148 }
1149
1150 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1151 {
1152         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1153
1154         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1155         io_disarm_next(req);
1156         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1157 }
1158
1159 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1160 {
1161         struct io_kiocb *nxt;
1162
1163         /*
1164          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1165          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1166          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1167          * of the chain.
1168          */
1169         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1170                 __io_req_find_next_prep(req);
1171         nxt = req->link;
1172         req->link = NULL;
1173         return nxt;
1174 }
1175
1176 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1177 {
1178         if (!ctx)
1179                 return;
1180         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1181                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1182         if (ts->locked) {
1183                 io_submit_flush_completions(ctx);
1184                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1185                 ts->locked = false;
1186         }
1187         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1188 }
1189
1190 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1191                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1192                                    struct io_tw_state *ts,
1193                                    struct llist_node *last)
1194 {
1195         unsigned int count = 0;
1196
1197         while (node && node != last) {
1198                 struct llist_node *next = node->next;
1199                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1200                                                     io_task_work.node);
1201
1202                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1203
1204                 if (req->ctx != *ctx) {
1205                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1206                         *ctx = req->ctx;
1207                         /* if not contended, grab and improve batching */
1208                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1209                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1210                 }
1211                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1212                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1213                                 req, ts);
1214                 node = next;
1215                 count++;
1216                 if (unlikely(need_resched())) {
1217                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1218                         *ctx = NULL;
1219                         cond_resched();
1220                 }
1221         }
1222
1223         return count;
1224 }
1225
1226 /**
1227  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1228  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1229  * @new:        new entry as the head of the list
1230  *
1231  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1232  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1233  */
1234 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1235                                                struct llist_node *new)
1236 {
1237         return xchg(&head->first, new);
1238 }
1239
1240 /**
1241  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1242  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1243  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1244  * @new:        new entry as the head of the list
1245  *
1246  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1247  */
1248
1249 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1250                                                   struct llist_node *old,
1251                                                   struct llist_node *new)
1252 {
1253         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1254 }
1255
1256 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1257 {
1258         struct io_tw_state ts = {};
1259         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1260         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1261                                                   task_work);
1262         struct llist_node fake = {};
1263         struct llist_node *node;
1264         unsigned int loops = 0;
1265         unsigned int count = 0;
1266
1267         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1268                 io_fallback_tw(tctx);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         do {
1273                 loops++;
1274                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1275                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1276
1277                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1278                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1279                         continue;
1280                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1281                         io_submit_flush_completions(ctx);
1282                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1283                                 continue;
1284                 }
1285                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1286         } while (node != &fake);
1287
1288         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1289
1290         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1291         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1292                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1293
1294         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1295 }
1296
1297 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1298 {
1299         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1300         struct io_kiocb *req;
1301
1302         while (node) {
1303                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1304                 node = node->next;
1305                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1306                               &req->ctx->fallback_llist))
1307                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1308         }
1309 }
1310
1311 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1312 {
1313         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1314         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1315         struct llist_node *first;
1316
1317         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1318                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1319
1320         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1321         do {
1322                 nr_tw_prev = 0;
1323                 if (first) {
1324                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1325                                                         struct io_kiocb,
1326                                                         io_task_work.node);
1327                         /*
1328                          * Might be executed at any moment, rely on
1329                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1330                          */
1331                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1332                 }
1333                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1334                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1335                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1336                         nr_tw = -1U;
1337
1338                 req->nr_tw = nr_tw;
1339                 req->io_task_work.node.next = first;
1340         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1341                               &req->io_task_work.node));
1342
1343         if (!first) {
1344                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1345                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1346                 if (ctx->has_evfd)
1347                         io_eventfd_signal(ctx);
1348         }
1349
1350         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1351         /* no one is waiting */
1352         if (!nr_wait)
1353                 return;
1354         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1355         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1356                 return;
1357         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1358         smp_mb__after_atomic();
1359         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1360 }
1361
1362 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1363 {
1364         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1365         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1366
1367         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1368             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1369                 rcu_read_lock();
1370                 io_req_local_work_add(req, flags);
1371                 rcu_read_unlock();
1372                 return;
1373         }
1374
1375         /* task_work already pending, we're done */
1376         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1377                 return;
1378
1379         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1380                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1381
1382         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1383                 return;
1384
1385         io_fallback_tw(tctx);
1386 }
1387
1388 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1389 {
1390         struct llist_node *node;
1391
1392         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1393         while (node) {
1394                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1395                                                     io_task_work.node);
1396
1397                 node = node->next;
1398                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1399         }
1400 }
1401
1402 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1403 {
1404         struct llist_node *node;
1405         unsigned int loops = 0;
1406         int ret = 0;
1407
1408         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1409                 return -EEXIST;
1410         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1411                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1412 again:
1413         /*
1414          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1415          * running the pending items.
1416          */
1417         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1418         while (node) {
1419                 struct llist_node *next = node->next;
1420                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1421                                                     io_task_work.node);
1422                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1423                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1424                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1425                                 req, ts);
1426                 ret++;
1427                 node = next;
1428         }
1429         loops++;
1430
1431         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1432                 goto again;
1433         if (ts->locked) {
1434                 io_submit_flush_completions(ctx);
1435                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1436                         goto again;
1437         }
1438         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1443 {
1444         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1445         int ret;
1446
1447         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1448                 return 0;
1449
1450         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1451         /* shouldn't happen! */
1452         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1453                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1458 {
1459         struct io_tw_state ts = {};
1460         int ret;
1461
1462         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1463         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1464         if (ts.locked)
1465                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1466
1467         return ret;
1468 }
1469
1470 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1471 {
1472         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1473         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1474 }
1475
1476 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1477 {
1478         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1479         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1480         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1481                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1482         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1483                 io_queue_iowq(req, ts);
1484         else
1485                 io_queue_sqe(req);
1486 }
1487
1488 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1489 {
1490         io_req_set_res(req, ret, 0);
1491         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1492         io_req_task_work_add(req);
1493 }
1494
1495 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1496 {
1497         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1498         io_req_task_work_add(req);
1499 }
1500
1501 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1502 {
1503         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1504
1505         if (nxt)
1506                 io_req_task_queue(nxt);
1507 }
1508
1509 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1510         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1511 {
1512         struct task_struct *task = NULL;
1513         int task_refs = 0;
1514
1515         do {
1516                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1517                                                     comp_list);
1518
1519                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1520                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1521                                 node = req->comp_list.next;
1522                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1523                                         continue;
1524                         }
1525                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1526                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1527
1528                                 if (apoll->double_poll)
1529                                         kfree(apoll->double_poll);
1530                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1531                                         kfree(apoll);
1532                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1533                         }
1534                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1535                                 io_queue_next(req);
1536                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1537                                 io_clean_op(req);
1538                 }
1539                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1540                         io_put_file(req->file);
1541
1542                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1543
1544                 if (req->task != task) {
1545                         if (task)
1546                                 io_put_task(task, task_refs);
1547                         task = req->task;
1548                         task_refs = 0;
1549                 }
1550                 task_refs++;
1551                 node = req->comp_list.next;
1552                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1553         } while (node);
1554
1555         if (task)
1556                 io_put_task(task, task_refs);
1557 }
1558
1559 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1560         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1561 {
1562         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1563         struct io_wq_work_node *node;
1564
1565         __io_cq_lock(ctx);
1566         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1567         if (state->cqes_count)
1568                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1569         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1570                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1571                                             comp_list);
1572
1573                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1574                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1575                         if (ctx->task_complete) {
1576                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1577                                 io_req_cqe_overflow(req);
1578                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1579                         } else {
1580                                 io_req_cqe_overflow(req);
1581                         }
1582                 }
1583         }
1584         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1585
1586         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1587                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1588                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1589         }
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1594  * was the last reference to this request.
1595  */
1596 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1597 {
1598         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1599
1600         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1601                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1602                         nxt = io_req_find_next(req);
1603                 io_free_req(req);
1604         }
1605         return nxt;
1606 }
1607
1608 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1609 {
1610         /* See comment at the top of this file */
1611         smp_rmb();
1612         return __io_cqring_events(ctx);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1617  * find and complete them.
1618  */
1619 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1620 {
1621         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1622                 return;
1623
1624         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1625         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1626                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1627                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1628                         break;
1629                 /*
1630                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1631                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1632                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1633                  */
1634                 if (need_resched()) {
1635                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1636                         cond_resched();
1637                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1638                 }
1639         }
1640         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1641 }
1642
1643 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1644 {
1645         unsigned int nr_events = 0;
1646         int ret = 0;
1647         unsigned long check_cq;
1648
1649         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1650                 return -EEXIST;
1651
1652         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1653         if (unlikely(check_cq)) {
1654                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1655                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1656                 /*
1657                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1658                  * dropped CQE.
1659                  */
1660                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1661                         return -EBADR;
1662         }
1663         /*
1664          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1665          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1666          * already triggered a CQE (eg in error).
1667          */
1668         if (io_cqring_events(ctx))
1669                 return 0;
1670
1671         do {
1672                 /*
1673                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1674                  * application entering polling for a command before it gets
1675                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1676                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1677                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1678                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1679                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1680                  * very same mutex.
1681                  */
1682                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1683                     io_task_work_pending(ctx)) {
1684                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1685
1686                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1687
1688                         if (task_work_pending(current) ||
1689                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1690                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1691                                 io_run_task_work();
1692                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1693                         }
1694                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1695                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1696                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1697                                 break;
1698                 }
1699                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1700                 if (ret < 0)
1701                         break;
1702                 nr_events += ret;
1703                 ret = 0;
1704         } while (nr_events < min && !need_resched());
1705
1706         return ret;
1707 }
1708
1709 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1710 {
1711         if (ts->locked)
1712                 io_req_complete_defer(req);
1713         else
1714                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1719  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1720  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1721  * accessing the kiocb cookie.
1722  */
1723 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1724 {
1725         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1726         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1727
1728         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1729         if (unlikely(needs_lock))
1730                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1731
1732         /*
1733          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1734          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1735          * different devices.
1736          */
1737         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1738                 ctx->poll_multi_queue = false;
1739         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1740                 struct io_kiocb *list_req;
1741
1742                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1743                                         comp_list);
1744                 if (list_req->file != req->file)
1745                         ctx->poll_multi_queue = true;
1746         }
1747
1748         /*
1749          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1750          * it to the front so we find it first.
1751          */
1752         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1753                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1754         else
1755                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1756
1757         if (unlikely(needs_lock)) {
1758                 /*
1759                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1760                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1761                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1762                  * whether should wake up sq thread.
1763                  */
1764                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1765                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1766                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1767
1768                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1769         }
1770 }
1771
1772 /*
1773  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1774  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1775  * inline.
1776  */
1777 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1778 {
1779         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1780         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1781                 return true;
1782         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1787  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1788  * inline.
1789  */
1790 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1791 {
1792         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1793         unsigned int res = 0;
1794
1795         if (S_ISREG(mode))
1796                 res |= FFS_ISREG;
1797         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1798                 res |= FFS_NOWAIT;
1799         return res;
1800 }
1801
1802 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1803 {
1804         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1805         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1806         if (req->async_data) {
1807                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1808                 return false;
1809         }
1810         return true;
1811 }
1812
1813 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1814 {
1815         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1816         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1817
1818         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1819         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1820                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1821         if (!cdef->prep_async)
1822                 return 0;
1823         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1824                 return -EFAULT;
1825         if (!def->manual_alloc) {
1826                 if (io_alloc_async_data(req))
1827                         return -EAGAIN;
1828         }
1829         return cdef->prep_async(req);
1830 }
1831
1832 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1833 {
1834         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1835         struct io_kiocb *cur;
1836
1837         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1838         io_for_each_link(cur, req)
1839                 seq--;
1840         return seq;
1841 }
1842
1843 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1844         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1845 {
1846         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1847         struct io_defer_entry *de;
1848         int ret;
1849         u32 seq = io_get_sequence(req);
1850
1851         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1852         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1853         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1854                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1855 queue:
1856                 ctx->drain_active = false;
1857                 io_req_task_queue(req);
1858                 return;
1859         }
1860         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1861
1862         io_prep_async_link(req);
1863         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1864         if (!de) {
1865                 ret = -ENOMEM;
1866                 io_req_defer_failed(req, ret);
1867                 return;
1868         }
1869
1870         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1871         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1872                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1873                 kfree(de);
1874                 goto queue;
1875         }
1876
1877         trace_io_uring_defer(req);
1878         de->req = req;
1879         de->seq = seq;
1880         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1881         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1882 }
1883
1884 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1885 {
1886         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1887                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1888                 io_put_kbuf_comp(req);
1889                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1890         }
1891
1892         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1893                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1894
1895                 if (def->cleanup)
1896                         def->cleanup(req);
1897         }
1898         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1899                 kfree(req->apoll->double_poll);
1900                 kfree(req->apoll);
1901                 req->apoll = NULL;
1902         }
1903         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1904                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1905
1906                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1907         }
1908         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1909                 put_cred(req->creds);
1910         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1911                 kfree(req->async_data);
1912                 req->async_data = NULL;
1913         }
1914         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1915 }
1916
1917 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1918                            unsigned int issue_flags)
1919 {
1920         if (req->file || !def->needs_file)
1921                 return true;
1922
1923         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1924                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1925         else
1926                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1927
1928         return !!req->file;
1929 }
1930
1931 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1932 {
1933         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1934         const struct cred *creds = NULL;
1935         int ret;
1936
1937         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1938                 return -EBADF;
1939
1940         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1941                 creds = override_creds(req->creds);
1942
1943         if (!def->audit_skip)
1944                 audit_uring_entry(req->opcode);
1945
1946         ret = def->issue(req, issue_flags);
1947
1948         if (!def->audit_skip)
1949                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1950
1951         if (creds)
1952                 revert_creds(creds);
1953
1954         if (ret == IOU_OK) {
1955                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1956                         io_req_complete_defer(req);
1957                 else
1958                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1959         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1960                 return ret;
1961
1962         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1963         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1964                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1965
1966         return 0;
1967 }
1968
1969 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1970 {
1971         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1972         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1973                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1974 }
1975
1976 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1977 {
1978         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1979
1980         req = io_put_req_find_next(req);
1981         return req ? &req->work : NULL;
1982 }
1983
1984 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1985 {
1986         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1987         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1988         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1989         bool needs_poll = false;
1990         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1991
1992         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1993         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1994                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1995         else
1996                 req_ref_get(req);
1997
1998         io_arm_ltimeout(req);
1999
2000         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
2001         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2002 fail:
2003                 io_req_task_queue_fail(req, err);
2004                 return;
2005         }
2006         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
2007                 err = -EBADF;
2008                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
2009                 goto fail;
2010         }
2011
2012         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
2013                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
2014
2015                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
2016                         needs_poll = true;
2017                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
2018                 }
2019         }
2020
2021         do {
2022                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2023                 if (ret != -EAGAIN)
2024                         break;
2025                 /*
2026                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2027                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2028                  * wait for request slots on the block side.
2029                  */
2030                 if (!needs_poll) {
2031                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2032                                 break;
2033                         cond_resched();
2034                         continue;
2035                 }
2036
2037                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2038                         return;
2039                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2040                 needs_poll = false;
2041                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2042         } while (1);
2043
2044         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2045         if (ret < 0)
2046                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2047 }
2048
2049 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2050                                       unsigned int issue_flags)
2051 {
2052         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2053         struct file *file = NULL;
2054         unsigned long file_ptr;
2055
2056         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2057
2058         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2059                 goto out;
2060         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2061         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2062         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2063         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2064         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2065         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2066         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2067 out:
2068         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2069         return file;
2070 }
2071
2072 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2073 {
2074         struct file *file = fget(fd);
2075
2076         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2077
2078         /* we don't allow fixed io_uring files */
2079         if (file && io_is_uring_fops(file))
2080                 io_req_track_inflight(req);
2081         return file;
2082 }
2083
2084 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2085         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2086 {
2087         struct io_kiocb *linked_timeout;
2088
2089         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2090                 io_req_defer_failed(req, ret);
2091                 return;
2092         }
2093
2094         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2095
2096         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2097         case IO_APOLL_READY:
2098                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2099                 io_req_task_queue(req);
2100                 break;
2101         case IO_APOLL_ABORTED:
2102                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2103                 io_queue_iowq(req, NULL);
2104                 break;
2105         case IO_APOLL_OK:
2106                 break;
2107         }
2108
2109         if (linked_timeout)
2110                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2111 }
2112
2113 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2114         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2115 {
2116         int ret;
2117
2118         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2119
2120         /*
2121          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2122          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2123          */
2124         if (likely(!ret))
2125                 io_arm_ltimeout(req);
2126         else
2127                 io_queue_async(req, ret);
2128 }
2129
2130 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2131         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2132 {
2133         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2134                 /*
2135                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2136                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2137                  */
2138                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2139                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2140                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2141         } else {
2142                 int ret = io_req_prep_async(req);
2143
2144                 if (unlikely(ret)) {
2145                         io_req_defer_failed(req, ret);
2146                         return;
2147                 }
2148
2149                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2150                         io_drain_req(req);
2151                 else
2152                         io_queue_iowq(req, NULL);
2153         }
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2158  *
2159  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2160  */
2161 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2162                                         struct io_kiocb *req,
2163                                         unsigned int sqe_flags)
2164 {
2165         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2166                 return false;
2167
2168         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2169             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2170                 return false;
2171
2172         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2173                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2174                 return false;
2175
2176         return true;
2177 }
2178
2179 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2180 {
2181         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2182         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2183
2184         ctx->drain_active = true;
2185         if (head) {
2186                 /*
2187                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2188                  * the head request and the next request/link after the current
2189                  * link. Considering sequential execution of links,
2190                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2191                  * link.
2192                  */
2193                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2194                 ctx->drain_next = true;
2195         }
2196 }
2197
2198 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2199                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2200         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2201 {
2202         const struct io_issue_def *def;
2203         unsigned int sqe_flags;
2204         int personality;
2205         u8 opcode;
2206
2207         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2208         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2209         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2210         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2211         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2212         req->file = NULL;
2213         req->rsrc_node = NULL;
2214         req->task = current;
2215
2216         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2217                 req->opcode = 0;
2218                 return -EINVAL;
2219         }
2220         def = &io_issue_defs[opcode];
2221         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2222                 /* enforce forwards compatibility on users */
2223                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2224                         return -EINVAL;
2225                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2226                         if (!def->buffer_select)
2227                                 return -EOPNOTSUPP;
2228                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2229                 }
2230                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2231                         ctx->drain_disabled = true;
2232                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2233                         if (ctx->drain_disabled)
2234                                 return -EOPNOTSUPP;
2235                         io_init_req_drain(req);
2236                 }
2237         }
2238         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2239                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2240                         return -EACCES;
2241                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2242                 if (ctx->drain_active)
2243                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2244                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2245                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2246                         ctx->drain_next = false;
2247                         ctx->drain_active = true;
2248                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2249                 }
2250         }
2251
2252         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2253                 return -EINVAL;
2254         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2255                 return -EINVAL;
2256
2257         if (def->needs_file) {
2258                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2259
2260                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2261
2262                 /*
2263                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2264                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2265                  */
2266                 if (state->need_plug && def->plug) {
2267                         state->plug_started = true;
2268                         state->need_plug = false;
2269                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2270                 }
2271         }
2272
2273         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2274         if (personality) {
2275                 int ret;
2276
2277                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2278                 if (!req->creds)
2279                         return -EINVAL;
2280                 get_cred(req->creds);
2281                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2282                 if (ret) {
2283                         put_cred(req->creds);
2284                         return ret;
2285                 }
2286                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2287         }
2288
2289         return def->prep(req, sqe);
2290 }
2291
2292 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2293                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2294 {
2295         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2296         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2297         struct io_kiocb *head = link->head;
2298
2299         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2300
2301         /*
2302          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2303          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2304          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2305          * should find the flag and handle the rest.
2306          */
2307         req_fail_link_node(req, ret);
2308         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2309                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2310
2311         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2312                 if (head) {
2313                         link->last->link = req;
2314                         link->head = NULL;
2315                         req = head;
2316                 }
2317                 io_queue_sqe_fallback(req);
2318                 return ret;
2319         }
2320
2321         if (head)
2322                 link->last->link = req;
2323         else
2324                 link->head = req;
2325         link->last = req;
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2330                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2331         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2332 {
2333         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2334         int ret;
2335
2336         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2337         if (unlikely(ret))
2338                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2339
2340         trace_io_uring_submit_req(req);
2341
2342         /*
2343          * If we already have a head request, queue this one for async
2344          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2345          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2346          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2347          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2348          */
2349         if (unlikely(link->head)) {
2350                 ret = io_req_prep_async(req);
2351                 if (unlikely(ret))
2352                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2353
2354                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2355                 link->last->link = req;
2356                 link->last = req;
2357
2358                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2359                         return 0;
2360                 /* last request of the link, flush it */
2361                 req = link->head;
2362                 link->head = NULL;
2363                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2364                         goto fallback;
2365
2366         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2367                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2368                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2369                         link->head = req;
2370                         link->last = req;
2371                 } else {
2372 fallback:
2373                         io_queue_sqe_fallback(req);
2374                 }
2375                 return 0;
2376         }
2377
2378         io_queue_sqe(req);
2379         return 0;
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2384  */
2385 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2386 {
2387         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2388
2389         if (unlikely(state->link.head))
2390                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2391         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2392         io_submit_flush_completions(ctx);
2393         if (state->plug_started)
2394                 blk_finish_plug(&state->plug);
2395 }
2396
2397 /*
2398  * Start submission side cache.
2399  */
2400 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2401                                   unsigned int max_ios)
2402 {
2403         state->plug_started = false;
2404         state->need_plug = max_ios > 2;
2405         state->submit_nr = max_ios;
2406         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2407         state->link.head = NULL;
2408 }
2409
2410 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2411 {
2412         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2413
2414         /*
2415          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2416          * since once we write the new head, the application could
2417          * write new data to them.
2418          */
2419         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2424  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2425  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2426  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2427  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2428  * prevent a re-load down the line.
2429  */
2430 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2431 {
2432         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2433         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2434
2435         /*
2436          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2437          *
2438          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2439          *    head updates.
2440          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2441          *    though the application is the one updating it.
2442          */
2443         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2444         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2445                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2446                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2447                         head <<= 1;
2448                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2449                 return true;
2450         }
2451
2452         /* drop invalid entries */
2453         ctx->cq_extra--;
2454         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2455                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2456         return false;
2457 }
2458
2459 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2460         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2461 {
2462         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2463         unsigned int left;
2464         int ret;
2465
2466         if (unlikely(!entries))
2467                 return 0;
2468         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2469         ret = left = min(nr, entries);
2470         io_get_task_refs(left);
2471         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2472
2473         do {
2474                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2475                 struct io_kiocb *req;
2476
2477                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2478                         break;
2479                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2480                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2481                         break;
2482                 }
2483
2484                 /*
2485                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2486                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2487                  */
2488                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2489                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2490                         left--;
2491                         break;
2492                 }
2493         } while (--left);
2494
2495         if (unlikely(left)) {
2496                 ret -= left;
2497                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2498                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2499                         ret = -EAGAIN;
2500                 current->io_uring->cached_refs += left;
2501         }
2502
2503         io_submit_state_end(ctx);
2504          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2505         io_commit_sqring(ctx);
2506         return ret;
2507 }
2508
2509 struct io_wait_queue {
2510         struct wait_queue_entry wq;
2511         struct io_ring_ctx *ctx;
2512         unsigned cq_tail;
2513         unsigned nr_timeouts;
2514         ktime_t timeout;
2515 };
2516
2517 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2518 {
2519         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2520                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2521 }
2522
2523 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2524 {
2525         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2526         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2527
2528         /*
2529          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2530          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2531          * regardless of event count.
2532          */
2533         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2534 }
2535
2536 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2537                             int wake_flags, void *key)
2538 {
2539         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2540
2541         /*
2542          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2543          * the task, and the next invocation will do it.
2544          */
2545         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2546                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2547         return -1;
2548 }
2549
2550 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2551 {
2552         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2553                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2554                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2555                         return 1;
2556         }
2557         if (io_run_task_work() > 0)
2558                 return 1;
2559         if (task_sigpending(current))
2560                 return -EINTR;
2561         return 0;
2562 }
2563
2564 /* when returns >0, the caller should retry */
2565 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2566                                           struct io_wait_queue *iowq)
2567 {
2568         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2569                 return 1;
2570         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2571                 return 1;
2572         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2573                 return 1;
2574         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2575                 return -EINTR;
2576         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2577                 return 0;
2578         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2579                 schedule();
2580         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2581                 return -ETIME;
2582         return 0;
2583 }
2584
2585 /*
2586  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2587  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2588  */
2589 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2590                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2591                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2592 {
2593         struct io_wait_queue iowq;
2594         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2595         int ret;
2596
2597         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2598                 return -EEXIST;
2599         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2600                 io_run_local_work(ctx);
2601         io_run_task_work();
2602         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2603         /* if user messes with these they will just get an early return */
2604         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2605                 return 0;
2606
2607         if (sig) {
2608 #ifdef CONFIG_COMPAT
2609                 if (in_compat_syscall())
2610                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2611                                                       sigsz);
2612                 else
2613 #endif
2614                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2615
2616                 if (ret)
2617                         return ret;
2618         }
2619
2620         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2621         iowq.wq.private = current;
2622         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2623         iowq.ctx = ctx;
2624         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2625         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2626         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2627
2628         if (uts) {
2629                 struct timespec64 ts;
2630
2631                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2632                         return -EFAULT;
2633                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2634         }
2635
2636         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2637         do {
2638                 unsigned long check_cq;
2639
2640                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2641                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2642
2643                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2644                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2645                 } else {
2646                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2647                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2648                 }
2649
2650                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2651                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2652                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2653
2654                 if (ret < 0)
2655                         break;
2656                 /*
2657                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2658                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2659                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2660                  */
2661                 io_run_task_work();
2662                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2663                         io_run_local_work(ctx);
2664
2665                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2666                 if (unlikely(check_cq)) {
2667                         /* let the caller flush overflows, retry */
2668                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2669                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2670                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2671                                 ret = -EBADR;
2672                                 break;
2673                         }
2674                 }
2675
2676                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2677                         ret = 0;
2678                         break;
2679                 }
2680                 cond_resched();
2681         } while (1);
2682
2683         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2684                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2685         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2686
2687         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2688 }
2689
2690 static void io_mem_free(void *ptr)
2691 {
2692         struct page *page;
2693
2694         if (!ptr)
2695                 return;
2696
2697         page = virt_to_head_page(ptr);
2698         if (put_page_testzero(page))
2699                 free_compound_page(page);
2700 }
2701
2702 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2703 {
2704         struct page **page_array;
2705         int i;
2706
2707         if (!pages)
2708                 return;
2709         page_array = *pages;
2710         for (i = 0; i < npages; i++)
2711                 unpin_user_page(page_array[i]);
2712         kvfree(page_array);
2713         *pages = NULL;
2714 }
2715
2716 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2717                             unsigned long uaddr, size_t size)
2718 {
2719         struct page **page_array;
2720         unsigned int nr_pages;
2721         int ret;
2722
2723         *npages = 0;
2724
2725         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2726                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2727
2728         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2729         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2730                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2731         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2732         if (!page_array)
2733                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2734
2735         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2736                                         page_array);
2737         if (ret != nr_pages) {
2738 err:
2739                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2740                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2741         }
2742         /*
2743          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2744          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2745          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2746          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2747          * (currently) having low memory fragmentation.
2748          */
2749         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2750                 goto err;
2751         *pages = page_array;
2752         *npages = nr_pages;
2753         return page_to_virt(page_array[0]);
2754 }
2755
2756 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2757                           size_t size)
2758 {
2759         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2760                                 size);
2761 }
2762
2763 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2764                          size_t size)
2765 {
2766         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2767                                 size);
2768 }
2769
2770 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2771 {
2772         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2773                 io_mem_free(ctx->rings);
2774                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2775                 ctx->rings = NULL;
2776                 ctx->sq_sqes = NULL;
2777         } else {
2778                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2779                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2780         }
2781 }
2782
2783 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2784 {
2785         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2786         void *ret;
2787
2788         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2789         if (ret)
2790                 return ret;
2791         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2792 }
2793
2794 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2795                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2796 {
2797         struct io_rings *rings;
2798         size_t off, sq_array_size;
2799
2800         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2801         if (off == SIZE_MAX)
2802                 return SIZE_MAX;
2803         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2804                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2805                         return SIZE_MAX;
2806         }
2807
2808 #ifdef CONFIG_SMP
2809         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2810         if (off == 0)
2811                 return SIZE_MAX;
2812 #endif
2813
2814         if (sq_offset)
2815                 *sq_offset = off;
2816
2817         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2818         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2819                 return SIZE_MAX;
2820
2821         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2822                 return SIZE_MAX;
2823
2824         return off;
2825 }
2826
2827 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2828                                unsigned int eventfd_async)
2829 {
2830         struct io_ev_fd *ev_fd;
2831         __s32 __user *fds = arg;
2832         int fd;
2833
2834         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2835                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2836         if (ev_fd)
2837                 return -EBUSY;
2838
2839         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2840                 return -EFAULT;
2841
2842         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2843         if (!ev_fd)
2844                 return -ENOMEM;
2845
2846         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2847         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2848                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2849                 kfree(ev_fd);
2850                 return ret;
2851         }
2852
2853         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2854         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2855         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2856
2857         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2858         ctx->has_evfd = true;
2859         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2860         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2861         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2862         return 0;
2863 }
2864
2865 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2866 {
2867         struct io_ev_fd *ev_fd;
2868
2869         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2870                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2871         if (ev_fd) {
2872                 ctx->has_evfd = false;
2873                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2874                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2875                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2876                 return 0;
2877         }
2878
2879         return -ENXIO;
2880 }
2881
2882 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2883 {
2884         struct io_kiocb *req;
2885         int nr = 0;
2886
2887         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2888         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2889
2890         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2891                 req = io_extract_req(ctx);
2892                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2893                 nr++;
2894         }
2895         if (nr)
2896                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2897         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2898 }
2899
2900 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2901 {
2902         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2903 }
2904
2905 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2906 {
2907         io_sq_thread_finish(ctx);
2908         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2909         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2910                 return;
2911
2912         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2913         if (ctx->buf_data)
2914                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2915         if (ctx->file_data)
2916                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2917         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2918         io_eventfd_unregister(ctx);
2919         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2920         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2921         io_destroy_buffers(ctx);
2922         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2923         if (ctx->sq_creds)
2924                 put_cred(ctx->sq_creds);
2925         if (ctx->submitter_task)
2926                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2927
2928         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2929         if (ctx->rsrc_node)
2930                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2931
2932         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2933
2934 #if defined(CONFIG_UNIX)
2935         if (ctx->ring_sock) {
2936                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2937                 sock_release(ctx->ring_sock);
2938         }
2939 #endif
2940         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2941
2942         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2943         if (ctx->mm_account) {
2944                 mmdrop(ctx->mm_account);
2945                 ctx->mm_account = NULL;
2946         }
2947         io_rings_free(ctx);
2948
2949         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2950         free_uid(ctx->user);
2951         io_req_caches_free(ctx);
2952         if (ctx->hash_map)
2953                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2954         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2955         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2956         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2957         kfree(ctx->io_bl);
2958         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2959         kfree(ctx);
2960 }
2961
2962 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2963 {
2964         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2965                                                poll_wq_task_work);
2966
2967         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2968         ctx->poll_activated = true;
2969         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2970
2971         /*
2972          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2973          * might've been lost due to loose synchronisation.
2974          */
2975         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2976         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2977 }
2978
2979 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2980 {
2981         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2982         /* already activated or in progress */
2983         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2984                 goto out;
2985         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2986                 goto out;
2987         if (!ctx->submitter_task)
2988                 goto out;
2989         /*
2990          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2991          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2992          */
2993         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2994         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2995         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2996                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2997 out:
2998         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2999 }
3000
3001 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
3002 {
3003         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3004         __poll_t mask = 0;
3005
3006         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
3007                 io_activate_pollwq(ctx);
3008
3009         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
3010         /*
3011          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
3012          * io_commit_cqring
3013          */
3014         smp_rmb();
3015         if (!io_sqring_full(ctx))
3016                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
3017
3018         /*
3019          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
3020          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
3021          *      CPU0                    CPU1
3022          *      ----                    ----
3023          * lock(&ctx->uring_lock);
3024          *                              lock(&ep->mtx);
3025          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3026          * lock(&ep->mtx);
3027          *
3028          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3029          * pushes them to do the flush.
3030          */
3031
3032         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3033                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3034
3035         return mask;
3036 }
3037
3038 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3039 {
3040         const struct cred *creds;
3041
3042         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3043         if (creds) {
3044                 put_cred(creds);
3045                 return 0;
3046         }
3047
3048         return -EINVAL;
3049 }
3050
3051 struct io_tctx_exit {
3052         struct callback_head            task_work;
3053         struct completion               completion;
3054         struct io_ring_ctx              *ctx;
3055 };
3056
3057 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3058 {
3059         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3060         struct io_tctx_exit *work;
3061
3062         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3063         /*
3064          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3065          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3066          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3067          * work cancelation off the exec path.
3068          */
3069         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3070                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3071         complete(&work->completion);
3072 }
3073
3074 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3075 {
3076         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3077
3078         return req->ctx == data;
3079 }
3080
3081 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3082 {
3083         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3084         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3085         unsigned long interval = HZ / 20;
3086         struct io_tctx_exit exit;
3087         struct io_tctx_node *node;
3088         int ret;
3089
3090         /*
3091          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3092          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3093          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3094          * as nobody else will be looking for them.
3095          */
3096         do {
3097                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3098                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3099                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3100                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3101                 }
3102
3103                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3104                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3105
3106                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3107                         cond_resched();
3108
3109                 if (ctx->sq_data) {
3110                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3111                         struct task_struct *tsk;
3112
3113                         io_sq_thread_park(sqd);
3114                         tsk = sqd->thread;
3115                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3116                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3117                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3118                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3119                 }
3120
3121                 io_req_caches_free(ctx);
3122
3123                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3124                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3125                         interval = HZ * 60;
3126                 }
3127         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3128
3129         init_completion(&exit.completion);
3130         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3131         exit.ctx = ctx;
3132         /*
3133          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3134          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3135          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3136          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3137          */
3138         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3139         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3140                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3141
3142                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3143                                         ctx_node);
3144                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3145                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3146                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3147                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3148                         continue;
3149
3150                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3151                 wait_for_completion(&exit.completion);
3152                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3153         }
3154         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3155         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3156         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3157
3158         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3159         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3160                 synchronize_rcu();
3161
3162         io_ring_ctx_free(ctx);
3163 }
3164
3165 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3166 {
3167         unsigned long index;
3168         struct creds *creds;
3169
3170         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3171         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3172         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3173                 io_unregister_personality(ctx, index);
3174         if (ctx->rings)
3175                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3176         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3177
3178         /*
3179          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3180          * and therefore did not submit any requests
3181          */
3182         if (ctx->rings)
3183                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3184
3185         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3186         /*
3187          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3188          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3189          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3190          * over using system_wq.
3191          */
3192         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3193 }
3194
3195 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3196 {
3197         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3198
3199         file->private_data = NULL;
3200         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3201         return 0;
3202 }
3203
3204 struct io_task_cancel {
3205         struct task_struct *task;
3206         bool all;
3207 };
3208
3209 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3210 {
3211         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3212         struct io_task_cancel *cancel = data;
3213
3214         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3215 }
3216
3217 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3218                                          struct task_struct *task,
3219                                          bool cancel_all)
3220 {
3221         struct io_defer_entry *de;
3222         LIST_HEAD(list);
3223
3224         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3225         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3226                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3227                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3228                         break;
3229                 }
3230         }
3231         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3232         if (list_empty(&list))
3233                 return false;
3234
3235         while (!list_empty(&list)) {
3236                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3237                 list_del_init(&de->list);
3238                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3239                 kfree(de);
3240         }
3241         return true;
3242 }
3243
3244 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3245 {
3246         struct io_tctx_node *node;
3247         enum io_wq_cancel cret;
3248         bool ret = false;
3249
3250         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3251         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3252                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3253
3254                 /*
3255                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3256                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3257                  */
3258                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3259                         continue;
3260                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3261                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3262         }
3263         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3264
3265         return ret;
3266 }
3267
3268 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3269                                                 struct task_struct *task,
3270                                                 bool cancel_all)
3271 {
3272         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3273         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3274         enum io_wq_cancel cret;
3275         bool ret = false;
3276
3277         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3278         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3279                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3280                 smp_mb();
3281         }
3282
3283         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3284         if (!ctx->rings)
3285                 return false;
3286
3287         if (!task) {
3288                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3289         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3290                 /*
3291                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3292                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3293                  */
3294                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3295                                        &cancel, true);
3296                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3297         }
3298
3299         /* SQPOLL thread does its own polling */
3300         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3301             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3302                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3303                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3304                         ret = true;
3305                         cond_resched();
3306                 }
3307         }
3308
3309         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3310             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3311                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3312         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3313         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3314         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3315         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3316         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3317         if (task)
3318                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3319         return ret;
3320 }
3321
3322 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3323 {
3324         if (tracked)
3325                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3326         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3327 }
3328
3329 /*
3330  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3331  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3332  */
3333 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3334 {
3335         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3336         struct io_ring_ctx *ctx;
3337         struct io_tctx_node *node;
3338         unsigned long index;
3339         s64 inflight;
3340         DEFINE_WAIT(wait);
3341
3342         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3343
3344         if (!current->io_uring)
3345                 return;
3346         if (tctx->io_wq)
3347                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3348
3349         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3350         do {
3351                 bool loop = false;
3352
3353                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3354                 /* read completions before cancelations */
3355                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3356                 if (!inflight)
3357                         break;
3358
3359                 if (!sqd) {
3360                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3361                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3362                                 if (node->ctx->sq_data)
3363                                         continue;
3364                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3365                                                         current, cancel_all);
3366                         }
3367                 } else {
3368                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3369                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3370                                                                      current,
3371                                                                      cancel_all);
3372                 }
3373
3374                 if (loop) {
3375                         cond_resched();
3376                         continue;
3377                 }
3378
3379                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3380                 io_run_task_work();
3381                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3382                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3383                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3384                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3385                                              node->ctx->submitter_task != current);
3386                                 goto end_wait;
3387                         }
3388                 }
3389                 /*
3390                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3391                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3392                  * prepare_to_wait().
3393                  */
3394                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3395                         schedule();
3396 end_wait:
3397                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3398         } while (1);
3399
3400         io_uring_clean_tctx(tctx);
3401         if (cancel_all) {
3402                 /*
3403                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3404                  * ->in_cancel set for normal exit.
3405                  */
3406                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3407                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3408                 __io_uring_free(current);
3409         }
3410 }
3411
3412 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3413 {
3414         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3415 }
3416
3417 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3418                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3419 {
3420         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3421         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3422         struct page *page;
3423         void *ptr;
3424
3425         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3426         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3427                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3428
3429         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3430         case IORING_OFF_SQ_RING:
3431         case IORING_OFF_CQ_RING:
3432                 ptr = ctx->rings;
3433                 break;
3434         case IORING_OFF_SQES:
3435                 ptr = ctx->sq_sqes;
3436                 break;
3437         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3438                 unsigned int bgid;
3439
3440                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3441                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3442                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3443                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3444                 if (!ptr)
3445                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3446                 break;
3447                 }
3448         default:
3449                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3450         }
3451
3452         page = virt_to_head_page(ptr);
3453         if (sz > page_size(page))
3454                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3455
3456         return ptr;
3457 }
3458
3459 #ifdef CONFIG_MMU
3460
3461 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3462 {
3463         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3464         unsigned long pfn;
3465         void *ptr;
3466
3467         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3468         if (IS_ERR(ptr))
3469                 return PTR_ERR(ptr);
3470
3471         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3472         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3473 }
3474
3475 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3476                         unsigned long addr, unsigned long len,
3477                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3478 {
3479         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3480         struct vm_unmapped_area_info info;
3481         void *ptr;
3482
3483         /*
3484          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3485          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3486          * kernel kmalloc()ed memory area.
3487          */
3488         if (addr)
3489                 return -EINVAL;
3490
3491         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3492         if (IS_ERR(ptr))
3493                 return -ENOMEM;
3494
3495         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3496         info.length = len;
3497         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3498         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3499 #ifdef SHM_COLOUR
3500         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3501 #else
3502         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3503 #endif
3504         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3505
3506         /*
3507          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3508          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3509          * can happen with large stack limits and large mmap()
3510          * allocations.
3511          */
3512         addr = vm_unmapped_area(&info);
3513         if (offset_in_page(addr)) {
3514                 info.flags = 0;
3515                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3516                 info.high_limit = mmap_end;
3517                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3518         }
3519
3520         return addr;
3521 }
3522
3523 #else /* !CONFIG_MMU */
3524
3525 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3526 {
3527         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3528 }
3529
3530 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3531 {
3532         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3533 }
3534
3535 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3536         unsigned long addr, unsigned long len,
3537         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3538 {
3539         void *ptr;
3540
3541         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3542         if (IS_ERR(ptr))
3543                 return PTR_ERR(ptr);
3544
3545         return (unsigned long) ptr;
3546 }
3547
3548 #endif /* !CONFIG_MMU */
3549
3550 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3551 {
3552         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3553                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3554
3555                 if (argsz != sizeof(arg))
3556                         return -EINVAL;
3557                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3558                         return -EFAULT;
3559         }
3560         return 0;
3561 }
3562
3563 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3564                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3565                           const sigset_t __user **sig)
3566 {
3567         struct io_uring_getevents_arg arg;
3568
3569         /*
3570          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3571          * is just a pointer to the sigset_t.
3572          */
3573         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3574                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3575                 *ts = NULL;
3576                 return 0;
3577         }
3578
3579         /*
3580          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3581          * timespec and sigset_t pointers if good.
3582          */
3583         if (*argsz != sizeof(arg))
3584                 return -EINVAL;
3585         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3586                 return -EFAULT;
3587         if (arg.pad)
3588                 return -EINVAL;
3589         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3590         *argsz = arg.sigmask_sz;
3591         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3592         return 0;
3593 }
3594
3595 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3596                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3597                 size_t, argsz)
3598 {
3599         struct io_ring_ctx *ctx;
3600         struct fd f;
3601         long ret;
3602
3603         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3604                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3605                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3606                 return -EINVAL;
3607
3608         /*
3609          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3610          * need only dereference our task private array to find it.
3611          */
3612         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3613                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3614
3615                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3616                         return -EINVAL;
3617                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3618                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3619                 f.flags = 0;
3620                 if (unlikely(!f.file))
3621                         return -EBADF;
3622         } else {
3623                 f = fdget(fd);
3624                 if (unlikely(!f.file))
3625                         return -EBADF;
3626                 ret = -EOPNOTSUPP;
3627                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3628                         goto out;
3629         }
3630
3631         ctx = f.file->private_data;
3632         ret = -EBADFD;
3633         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3634                 goto out;
3635
3636         /*
3637          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3638          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3639          * we were asked to.
3640          */
3641         ret = 0;
3642         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3643                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3644
3645                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3646                         ret = -EOWNERDEAD;
3647                         goto out;
3648                 }
3649                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3650                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3651                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3652                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3653
3654                 ret = to_submit;
3655         } else if (to_submit) {
3656                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3657                 if (unlikely(ret))
3658                         goto out;
3659
3660                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3661                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3662                 if (ret != to_submit) {
3663                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3664                         goto out;
3665                 }
3666                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3667                         if (ctx->syscall_iopoll)
3668                                 goto iopoll_locked;
3669                         /*
3670                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3671                          * it should handle ownership problems if any.
3672                          */
3673                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3674                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3675                 }
3676                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3677         }
3678
3679         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3680                 int ret2;
3681
3682                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3683                         /*
3684                          * We disallow the app entering submit/complete with
3685                          * polling, but we still need to lock the ring to
3686                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3687                          * a workqueue.
3688                          */
3689                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3690 iopoll_locked:
3691                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3692                         if (likely(!ret2)) {
3693                                 min_complete = min(min_complete,
3694                                                    ctx->cq_entries);
3695                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3696                         }
3697                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3698                 } else {
3699                         const sigset_t __user *sig;
3700                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3701
3702                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3703                         if (likely(!ret2)) {
3704                                 min_complete = min(min_complete,
3705                                                    ctx->cq_entries);
3706                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3707                                                       argsz, ts);
3708                         }
3709                 }
3710
3711                 if (!ret) {
3712                         ret = ret2;
3713
3714                         /*
3715                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3716                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3717                          * as they are obviously ok with those drops.
3718                          */
3719                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3720                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3721                                           &ctx->check_cq);
3722                 }
3723         }
3724 out:
3725         fdput(f);
3726         return ret;
3727 }
3728
3729 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3730         .release        = io_uring_release,
3731         .mmap           = io_uring_mmap,
3732 #ifndef CONFIG_MMU
3733         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3734         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3735 #else
3736         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3737 #endif
3738         .poll           = io_uring_poll,
3739 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3740         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3741 #endif
3742 };
3743
3744 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3745 {
3746         return file->f_op == &io_uring_fops;
3747 }
3748
3749 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3750                                          struct io_uring_params *p)
3751 {
3752         struct io_rings *rings;
3753         size_t size, sq_array_offset;
3754         void *ptr;
3755
3756         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3757         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3758         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3759
3760         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3761         if (size == SIZE_MAX)
3762                 return -EOVERFLOW;
3763
3764         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3765                 rings = io_mem_alloc(size);
3766         else
3767                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3768
3769         if (IS_ERR(rings))
3770                 return PTR_ERR(rings);
3771
3772         ctx->rings = rings;
3773         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3774         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3775         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3776         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3777         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3778
3779         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3780                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3781         else
3782                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3783         if (size == SIZE_MAX) {
3784                 io_rings_free(ctx);
3785                 return -EOVERFLOW;
3786         }
3787
3788         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3789                 ptr = io_mem_alloc(size);
3790         else
3791                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3792
3793         if (IS_ERR(ptr)) {
3794                 io_rings_free(ctx);
3795                 return PTR_ERR(ptr);
3796         }
3797
3798         ctx->sq_sqes = ptr;
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3803 {
3804         int fd;
3805
3806         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3807         if (fd < 0)
3808                 return fd;
3809         fd_install(fd, file);
3810         return fd;
3811 }
3812
3813 /*
3814  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3815  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3816  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3817  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3818  */
3819 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3820 {
3821         struct file *file;
3822 #if defined(CONFIG_UNIX)
3823         int ret;
3824
3825         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3826                                 &ctx->ring_sock);
3827         if (ret)
3828                 return ERR_PTR(ret);
3829 #endif
3830
3831         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3832                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3833 #if defined(CONFIG_UNIX)
3834         if (IS_ERR(file)) {
3835                 sock_release(ctx->ring_sock);
3836                 ctx->ring_sock = NULL;
3837         } else {
3838                 ctx->ring_sock->file = file;
3839         }
3840 #endif
3841         return file;
3842 }
3843
3844 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3845                                   struct io_uring_params __user *params)
3846 {
3847         struct io_ring_ctx *ctx;
3848         struct io_uring_task *tctx;
3849         struct file *file;
3850         int ret;
3851
3852         if (!entries)
3853                 return -EINVAL;
3854         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3855                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3856                         return -EINVAL;
3857                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3858         }
3859
3860         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3861             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3862                 return -EINVAL;
3863
3864         /*
3865          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3866          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3867          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3868          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3869          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3870          * of CQ ring entries manually.
3871          */
3872         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3873         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3874                 /*
3875                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3876                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3877                  * any cq vs sq ring sizing.
3878                  */
3879                 if (!p->cq_entries)
3880                         return -EINVAL;
3881                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3882                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3883                                 return -EINVAL;
3884                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3885                 }
3886                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3887                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3888                         return -EINVAL;
3889         } else {
3890                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3891         }
3892
3893         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3894         if (!ctx)
3895                 return -ENOMEM;
3896
3897         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3898             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3899             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3900                 ctx->task_complete = true;
3901
3902         /*
3903          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3904          * purposes, see io_activate_pollwq()
3905          */
3906         if (!ctx->task_complete)
3907                 ctx->poll_activated = true;
3908
3909         /*
3910          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3911          * space applications don't need to do io completion events
3912          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3913          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3914          */
3915         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3916             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3917                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3918
3919         ctx->compat = in_compat_syscall();
3920         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3921                 ctx->user = get_uid(current_user());
3922
3923         /*
3924          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3925          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3926          */
3927         ret = -EINVAL;
3928         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3929                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3930                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3931                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3932                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3933                         goto err;
3934                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3935         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3936                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3937         } else {
3938                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3939                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3940                         goto err;
3941                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3942         }
3943
3944         /*
3945          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3946          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3947          * that.
3948          */
3949         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3950             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3951                 goto err;
3952         }
3953
3954         /*
3955          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3956          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3957          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3958          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3959          */
3960         mmgrab(current->mm);
3961         ctx->mm_account = current->mm;
3962
3963         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3964         if (ret)
3965                 goto err;
3966
3967         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3968         if (ret)
3969                 goto err;
3970
3971         ret = io_rsrc_init(ctx);
3972         if (ret)
3973                 goto err;
3974
3975         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3976         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3977         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3978         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3979         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3980         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3981         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3982         p->sq_off.resv1 = 0;
3983         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3984                 p->sq_off.user_addr = 0;
3985
3986         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3987         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3988         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3989         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3990         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3991         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3992         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3993         p->cq_off.resv1 = 0;
3994         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3995                 p->cq_off.user_addr = 0;
3996
3997         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3998                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3999                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
4000                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
4001                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
4002                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
4003                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
4004
4005         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4006                 ret = -EFAULT;
4007                 goto err;
4008         }
4009
4010         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4011             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4012                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4013
4014         file = io_uring_get_file(ctx);
4015         if (IS_ERR(file)) {
4016                 ret = PTR_ERR(file);
4017                 goto err;
4018         }
4019
4020         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4021         if (ret)
4022                 goto err_fput;
4023         tctx = current->io_uring;
4024
4025         /*
4026          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4027          * having closed it before we finish setup
4028          */
4029         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4030                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4031         else
4032                 ret = io_uring_install_fd(file);
4033         if (ret < 0)
4034                 goto err_fput;
4035
4036         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4037         return ret;
4038 err:
4039         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4040         return ret;
4041 err_fput:
4042         fput(file);
4043         return ret;
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4048  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4049  * params structure passed in.
4050  */
4051 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4052 {
4053         struct io_uring_params p;
4054         int i;
4055
4056         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4057                 return -EFAULT;
4058         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4059                 if (p.resv[i])
4060                         return -EINVAL;
4061         }
4062
4063         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4064                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4065                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4066                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4067                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4068                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4069                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4070                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
4071                 return -EINVAL;
4072
4073         return io_uring_create(entries, &p, params);
4074 }
4075
4076 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4077                 struct io_uring_params __user *, params)
4078 {
4079         return io_uring_setup(entries, params);
4080 }
4081
4082 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4083                            unsigned nr_args)
4084 {
4085         struct io_uring_probe *p;
4086         size_t size;
4087         int i, ret;
4088
4089         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4090         if (size == SIZE_MAX)
4091                 return -EOVERFLOW;
4092         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4093         if (!p)
4094                 return -ENOMEM;
4095
4096         ret = -EFAULT;
4097         if (copy_from_user(p, arg, size))
4098                 goto out;
4099         ret = -EINVAL;
4100         if (memchr_inv(p, 0, size))
4101                 goto out;
4102
4103         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4104         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4105                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4106
4107         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4108                 p->ops[i].op = i;
4109                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4110                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4111         }
4112         p->ops_len = i;
4113
4114         ret = 0;
4115         if (copy_to_user(arg, p, size))
4116                 ret = -EFAULT;
4117 out:
4118         kfree(p);
4119         return ret;
4120 }
4121
4122 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4123 {
4124         const struct cred *creds;
4125         u32 id;
4126         int ret;
4127
4128         creds = get_current_cred();
4129
4130         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4131                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4132         if (ret < 0) {
4133                 put_cred(creds);
4134                 return ret;
4135         }
4136         return id;
4137 }
4138
4139 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4140                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4141 {
4142         struct io_uring_restriction *res;
4143         size_t size;
4144         int i, ret;
4145
4146         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4147         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4148                 return -EBADFD;
4149
4150         /* We allow only a single restrictions registration */
4151         if (ctx->restrictions.registered)
4152                 return -EBUSY;
4153
4154         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4155                 return -EINVAL;
4156
4157         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4158         if (size == SIZE_MAX)
4159                 return -EOVERFLOW;
4160
4161         res = memdup_user(arg, size);
4162         if (IS_ERR(res))
4163                 return PTR_ERR(res);
4164
4165         ret = 0;
4166
4167         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4168                 switch (res[i].opcode) {
4169                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4170                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4171                                 ret = -EINVAL;
4172                                 goto out;
4173                         }
4174
4175                         __set_bit(res[i].register_op,
4176                                   ctx->restrictions.register_op);
4177                         break;
4178                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4179                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4180                                 ret = -EINVAL;
4181                                 goto out;
4182                         }
4183
4184                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4185                         break;
4186                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4187                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4188                         break;
4189                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4190                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4191                         break;
4192                 default:
4193                         ret = -EINVAL;
4194                         goto out;
4195                 }
4196         }
4197
4198 out:
4199         /* Reset all restrictions if an error happened */
4200         if (ret != 0)
4201                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4202         else
4203                 ctx->restrictions.registered = true;
4204
4205         kfree(res);
4206         return ret;
4207 }
4208
4209 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4210 {
4211         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4212                 return -EBADFD;
4213
4214         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4215                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4216                 /*
4217                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4218                  * submitter_task is set.
4219                  */
4220                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4221                         io_activate_pollwq(ctx);
4222         }
4223
4224         if (ctx->restrictions.registered)
4225                 ctx->restricted = 1;
4226
4227         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4228         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4229                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4230         return 0;
4231 }
4232
4233 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4234                                        void __user *arg, unsigned len)
4235 {
4236         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4237         cpumask_var_t new_mask;
4238         int ret;
4239
4240         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4241                 return -EINVAL;
4242
4243         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4244                 return -ENOMEM;
4245
4246         cpumask_clear(new_mask);
4247         if (len > cpumask_size())
4248                 len = cpumask_size();
4249
4250         if (in_compat_syscall()) {
4251                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4252                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4253                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4254         } else {
4255                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4256         }
4257
4258         if (ret) {
4259                 free_cpumask_var(new_mask);
4260                 return -EFAULT;
4261         }
4262
4263         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4264         free_cpumask_var(new_mask);
4265         return ret;
4266 }
4267
4268 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4269 {
4270         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4271
4272         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4273                 return -EINVAL;
4274
4275         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4276 }
4277
4278 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4279                                                void __user *arg)
4280         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4281 {
4282         struct io_tctx_node *node;
4283         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4284         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4285         __u32 new_count[2];
4286         int i, ret;
4287
4288         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4289                 return -EFAULT;
4290         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4291                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4292                         return -EINVAL;
4293
4294         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4295                 sqd = ctx->sq_data;
4296                 if (sqd) {
4297                         /*
4298                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4299                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4300                          * a ref to the ctx.
4301                          */
4302                         refcount_inc(&sqd->refs);
4303                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4304                         mutex_lock(&sqd->lock);
4305                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4306                         if (sqd->thread)
4307                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4308                 }
4309         } else {
4310                 tctx = current->io_uring;
4311         }
4312
4313         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4314
4315         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4316                 if (new_count[i])
4317                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4318         ctx->iowq_limits_set = true;
4319
4320         if (tctx && tctx->io_wq) {
4321                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4322                 if (ret)
4323                         goto err;
4324         } else {
4325                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4326         }
4327
4328         if (sqd) {
4329                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4330                 io_put_sq_data(sqd);
4331         }
4332
4333         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4334                 return -EFAULT;
4335
4336         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4337         if (sqd)
4338                 return 0;
4339
4340         /* now propagate the restriction to all registered users */
4341         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4342                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4343
4344                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4345                         continue;
4346
4347                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4348                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4349                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4350                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4351         }
4352         return 0;
4353 err:
4354         if (sqd) {
4355                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4356                 io_put_sq_data(sqd);
4357         }
4358         return ret;
4359 }
4360
4361 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4362                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4363         __releases(ctx->uring_lock)
4364         __acquires(ctx->uring_lock)
4365 {
4366         int ret;
4367
4368         /*
4369          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4370          * dying as we're holding a file ref here.
4371          */
4372         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4373                 return -ENXIO;
4374
4375         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4376                 return -EEXIST;
4377
4378         if (ctx->restricted) {
4379                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4380                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4381                         return -EACCES;
4382         }
4383
4384         switch (opcode) {
4385         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4386                 ret = -EFAULT;
4387                 if (!arg)
4388                         break;
4389                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4390                 break;
4391         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4392                 ret = -EINVAL;
4393                 if (arg || nr_args)
4394                         break;
4395                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4396                 break;
4397         case IORING_REGISTER_FILES:
4398                 ret = -EFAULT;
4399                 if (!arg)
4400                         break;
4401                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4402                 break;
4403         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4404                 ret = -EINVAL;
4405                 if (arg || nr_args)
4406                         break;
4407                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4408                 break;
4409         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4410                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4411                 break;
4412         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4413                 ret = -EINVAL;
4414                 if (nr_args != 1)
4415                         break;
4416                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4417                 break;
4418         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4419                 ret = -EINVAL;
4420                 if (nr_args != 1)
4421                         break;
4422                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4423                 break;
4424         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4425                 ret = -EINVAL;
4426                 if (arg || nr_args)
4427                         break;
4428                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4429                 break;
4430         case IORING_REGISTER_PROBE:
4431                 ret = -EINVAL;
4432                 if (!arg || nr_args > 256)
4433                         break;
4434                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4435                 break;
4436         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4437                 ret = -EINVAL;
4438                 if (arg || nr_args)
4439                         break;
4440                 ret = io_register_personality(ctx);
4441                 break;
4442         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4443                 ret = -EINVAL;
4444                 if (arg)
4445                         break;
4446                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4447                 break;
4448         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4449                 ret = -EINVAL;
4450                 if (arg || nr_args)
4451                         break;
4452                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4453                 break;
4454         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4455                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4456                 break;
4457         case IORING_REGISTER_FILES2:
4458                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4459                 break;
4460         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4461                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4462                                               IORING_RSRC_FILE);
4463                 break;
4464         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4465                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4466                 break;
4467         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4468                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4469                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4470                 break;
4471         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4472                 ret = -EINVAL;
4473                 if (!arg || !nr_args)
4474                         break;
4475                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4476                 break;
4477         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4478                 ret = -EINVAL;
4479                 if (arg || nr_args)
4480                         break;
4481                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4482                 break;
4483         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4484                 ret = -EINVAL;
4485                 if (!arg || nr_args != 2)
4486                         break;
4487                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4488                 break;
4489         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4490                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4491                 break;
4492         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4493                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4494                 break;
4495         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4496                 ret = -EINVAL;
4497                 if (!arg || nr_args != 1)
4498                         break;
4499                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4500                 break;
4501         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4502                 ret = -EINVAL;
4503                 if (!arg || nr_args != 1)
4504                         break;
4505                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4506                 break;
4507         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4508                 ret = -EINVAL;
4509                 if (!arg || nr_args != 1)
4510                         break;
4511                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4512                 break;
4513         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4514                 ret = -EINVAL;
4515                 if (!arg || nr_args)
4516                         break;
4517                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4518                 break;
4519         default:
4520                 ret = -EINVAL;
4521                 break;
4522         }
4523
4524         return ret;
4525 }
4526
4527 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4528                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4529 {
4530         struct io_ring_ctx *ctx;
4531         long ret = -EBADF;
4532         struct fd f;
4533         bool use_registered_ring;
4534
4535         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4536         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4537
4538         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4539                 return -EINVAL;
4540
4541         if (use_registered_ring) {
4542                 /*
4543                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4544                  * need only dereference our task private array to find it.
4545                  */
4546                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4547
4548                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4549                         return -EINVAL;
4550                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4551                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4552                 f.flags = 0;
4553                 if (unlikely(!f.file))
4554                         return -EBADF;
4555         } else {
4556                 f = fdget(fd);
4557                 if (unlikely(!f.file))
4558                         return -EBADF;
4559                 ret = -EOPNOTSUPP;
4560                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4561                         goto out_fput;
4562         }
4563
4564         ctx = f.file->private_data;
4565
4566         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4567         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4568         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4569         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4570 out_fput:
4571         fdput(f);
4572         return ret;
4573 }
4574
4575 static int __init io_uring_init(void)
4576 {
4577 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4578         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4579         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4580 } while (0)
4581
4582 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4583         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4584 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4585         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4586         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4587         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4588         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4589         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4590         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4591         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4592         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4593         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4594         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4595         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4596         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4597         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4598         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4599         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4600         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4601         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4602         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4603         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4604         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4605         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4606         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4607         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4608         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4609         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4610         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4611         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4612         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4613         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4614         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4615         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4616         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4617         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4618         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4619         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4620         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4621         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4622         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4623         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4624         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4625         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4626         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4627         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4628         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4629
4630         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4631                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4632         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4633                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4634
4635         /* ->buf_index is u16 */
4636         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4637         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4638                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4639
4640         /* should fit into one byte */
4641         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4642         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4643         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4644
4645         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4646
4647         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4648
4649         io_uring_optable_init();
4650
4651         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4652                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4653         return 0;
4654 };
4655 __initcall(io_uring_init);