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
  76 #define CREATE_TRACE_POINTS
  77 #include <trace/events/io_uring.h>
  78
  79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  80
  81 #include "io-wq.h"
  82
  83 #include "io_uring.h"
  84 #include "opdef.h"
  85 #include "refs.h"
  86 #include "tctx.h"
  87 #include "sqpoll.h"
  88 #include "fdinfo.h"
  89 #include "kbuf.h"
  90 #include "rsrc.h"
  91 #include "cancel.h"
  92 #include "net.h"
  93 #include "notif.h"
  94
  95 #include "timeout.h"
  96 #include "poll.h"
  97 #include "alloc_cache.h"
  98
  99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 101
 102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 104
 105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 107
 108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 110
 111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 114
 115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 117
 118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 119
 120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 122
 123 enum {
 124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 126 };
 127
 128 enum {
 129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
 130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
 131 };
 132
 133 struct io_defer_entry {
 134         struct list_head        list;
 135         struct io_kiocb         *req;
 136         u32                     seq;
 137 };
 138
 139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 142
 143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 144                                          struct task_struct *task,
 145                                          bool cancel_all);
 146
 147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
 148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
 151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 152
 153 static struct kmem_cache *req_cachep;
 154
 155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 156 {
 157 #if defined(CONFIG_UNIX)
 158         if (io_is_uring_fops(file)) {
 159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 160
 161                 return ctx->ring_sock->sk;
 162         }
 163 #endif
 164         return NULL;
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 167
 168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 169 {
 170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
 171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 172 }
 173
 174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 175 {
 176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 177 }
 178
 179 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 180 {
 181         struct io_kiocb *req;
 182
 183         io_for_each_link(req, head) {
 184                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 185                         return true;
 186         }
 187         return false;
 188 }
 189
 190 /*
 191  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 192  * User must not hold timeout_lock.
 193  */
 194 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 195                         bool cancel_all)
 196 {
 197         bool matched;
 198
 199         if (task && head->task != task)
 200                 return false;
 201         if (cancel_all)
 202                 return true;
 203
 204         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 205                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 206
 207                 /* protect against races with linked timeouts */
 208                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 209                 matched = io_match_linked(head);
 210                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 211         } else {
 212                 matched = io_match_linked(head);
 213         }
 214         return matched;
 215 }
 216
 217 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 218 {
 219         req_set_fail(req);
 220         io_req_set_res(req, res, 0);
 221 }
 222
 223 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 224 {
 225         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 226 }
 227
 228 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 229 {
 230         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 231
 232         complete(&ctx->ref_comp);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 238                                                 fallback_work.work);
 239         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 240         struct io_kiocb *req, *tmp;
 241         bool locked = false;
 242
 243         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 244         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 245                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 246
 247         if (locked) {
 248                 io_submit_flush_completions(ctx);
 249                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 250         }
 251         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 252 }
 253
 254 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 255 {
 256         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 257         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 258
 259         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 260         if (!table->hbs)
 261                 return -ENOMEM;
 262
 263         table->hash_bits = bits;
 264         init_hash_table(table, hash_buckets);
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 269 {
 270         struct io_ring_ctx *ctx;
 271         int hash_bits;
 272
 273         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 274         if (!ctx)
 275                 return NULL;
 276
 277         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 278
 279         /*
 280          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 281          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 282          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 283          */
 284         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 285         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 286         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 287                 goto err;
 288         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 289                 goto err;
 290
 291         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 292         if (!ctx->dummy_ubuf)
 293                 goto err;
 294         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 295         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 296
 297         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 298                             0, GFP_KERNEL))
 299                 goto err;
 300
 301         ctx->flags = p->flags;
 302         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 303         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 304         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 305         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 306         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
 307         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 308         init_completion(&ctx->ref_comp);
 309         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 310         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 311         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 312         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 313         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 314         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 315         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 317         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 318         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 319         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 320         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 322         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 323         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 324         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 326         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 327         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 329         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 330         return ctx;
 331 err:
 332         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 333         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 334         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 335         kfree(ctx->io_bl);
 336         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 337         kfree(ctx);
 338         return NULL;
 339 }
 340
 341 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 342 {
 343         struct io_rings *r = ctx->rings;
 344
 345         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 346         ctx->cq_extra--;
 347 }
 348
 349 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 350 {
 351         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 352                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 353
 354                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 355         }
 356
 357         return false;
 358 }
 359
 360 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 361 {
 362         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 363                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 364                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 365         }
 366 }
 367
 368 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 371                 return NULL;
 372
 373         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 374         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 375
 376         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 377         io_req_set_refcount(req);
 378         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 379         return req->link;
 380 }
 381
 382 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 383 {
 384         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 385                 return NULL;
 386         return __io_prep_linked_timeout(req);
 387 }
 388
 389 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 390 {
 391         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 392 }
 393
 394 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 395 {
 396         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 397                 __io_arm_ltimeout(req);
 398 }
 399
 400 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 401 {
 402         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 403         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 404
 405         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 406                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 407                 req->creds = get_current_cred();
 408         }
 409
 410         req->work.list.next = NULL;
 411         req->work.flags = 0;
 412         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 413         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 414                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 415
 416         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 417                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 418
 419         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 420                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 421                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 422         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 423                 if (def->unbound_nonreg_file)
 424                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 425         }
 426 }
 427
 428 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 429 {
 430         struct io_kiocb *cur;
 431
 432         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 433                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 434
 435                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 436                 io_for_each_link(cur, req)
 437                         io_prep_async_work(cur);
 438                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 439         } else {
 440                 io_for_each_link(cur, req)
 441                         io_prep_async_work(cur);
 442         }
 443 }
 444
 445 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 446 {
 447         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 448         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 449
 450         BUG_ON(!tctx);
 451         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 452
 453         /* init ->work of the whole link before punting */
 454         io_prep_async_link(req);
 455
 456         /*
 457          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 458          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 459          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 460          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 461          * worker for it).
 462          */
 463         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 464                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 465
 466         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 467         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 468         if (link)
 469                 io_queue_linked_timeout(link);
 470 }
 471
 472 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 473 {
 474         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 475                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 476                                                 struct io_defer_entry, list);
 477
 478                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 479                         break;
 480                 list_del_init(&de->list);
 481                 io_req_task_queue(de->req);
 482                 kfree(de);
 483         }
 484 }
 485
 486
 487 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 488 {
 489         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 490         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 491
 492         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 493                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
 494
 495         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 496          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 497          * it regardless.
 498          */
 499         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 500                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 501                 kfree(ev_fd);
 502         }
 503 }
 504
 505 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 506 {
 507         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 508
 509         rcu_read_lock();
 510         /*
 511          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 512          * and eventfd_signal
 513          */
 514         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 515
 516         /*
 517          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 518          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 519          * the function and rcu_read_lock.
 520          */
 521         if (unlikely(!ev_fd))
 522                 goto out;
 523         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 524                 goto out;
 525         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 526                 goto out;
 527
 528         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 529                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
 530         } else {
 531                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 532                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 533                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 534                 else
 535                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 536         }
 537
 538 out:
 539         rcu_read_unlock();
 540 }
 541
 542 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 543 {
 544         bool skip;
 545
 546         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 547
 548         /*
 549          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 550          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 551          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 552          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 553          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 554          * posted to the CQ ring.
 555          */
 556         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 557         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 558         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 559         if (skip)
 560                 return;
 561
 562         io_eventfd_signal(ctx);
 563 }
 564
 565 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 566 {
 567         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
 568                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 569                 if (ctx->off_timeout_used)
 570                         io_flush_timeouts(ctx);
 571                 if (ctx->drain_active)
 572                         io_queue_deferred(ctx);
 573                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 574         }
 575         if (ctx->has_evfd)
 576                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 577 }
 578
 579 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
 580 {
 581         io_commit_cqring_flush(ctx);
 582         io_cqring_wake(ctx);
 583 }
 584
 585 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 586         __releases(ctx->completion_lock)
 587 {
 588         io_commit_cqring(ctx);
 589         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 590         io_cqring_ev_posted(ctx);
 591 }
 592
 593 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 594 {
 595         __io_cq_unlock_post(ctx);
 596 }
 597
 598 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 599 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
 600 {
 601         bool all_flushed;
 602         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 603
 604         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 605                 return false;
 606
 607         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 608                 cqe_size <<= 1;
 609
 610         io_cq_lock(ctx);
 611         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 612                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe(ctx);
 613                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 614
 615                 if (!cqe && !force)
 616                         break;
 617                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 618                                         struct io_overflow_cqe, list);
 619                 if (cqe)
 620                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 621                 else
 622                         io_account_cq_overflow(ctx);
 623
 624                 list_del(&ocqe->list);
 625                 kfree(ocqe);
 626         }
 627
 628         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
 629         if (all_flushed) {
 630                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 631                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 632         }
 633
 634         io_cq_unlock_post(ctx);
 635         return all_flushed;
 636 }
 637
 638 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 639 {
 640         bool ret = true;
 641
 642         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
 643                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 644                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 645                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 646                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
 647                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 648                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 649         }
 650
 651         return ret;
 652 }
 653
 654 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 655 {
 656         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 657
 658         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 659         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 660                 wake_up(&tctx->wait);
 661         put_task_struct_many(task, nr);
 662 }
 663
 664 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 665 {
 666         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 667
 668         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 669         refcount_add(refill, &current->usage);
 670         tctx->cached_refs += refill;
 671 }
 672
 673 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 674 {
 675         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 676         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 677
 678         if (refs) {
 679                 tctx->cached_refs = 0;
 680                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 681                 put_task_struct_many(task, refs);
 682         }
 683 }
 684
 685 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 686                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 687 {
 688         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 689         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 690         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 691
 692         if (is_cqe32)
 693                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 694
 695         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 696         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 697         if (!ocqe) {
 698                 /*
 699                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 700                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 701                  * on the floor.
 702                  */
 703                 io_account_cq_overflow(ctx);
 704                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 705                 return false;
 706         }
 707         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 708                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 709                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 710
 711         }
 712         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 713         ocqe->cqe.res = res;
 714         ocqe->cqe.flags = cflags;
 715         if (is_cqe32) {
 716                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 717                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 718         }
 719         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 720         return true;
 721 }
 722
 723 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 724 {
 725         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 726                 req->extra1 = 0;
 727                 req->extra2 = 0;
 728         }
 729         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 730                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 731                                         req->extra1, req->extra2);
 732 }
 733
 734 /*
 735  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 736  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 737  * fill the cq entry
 738  */
 739 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
 740 {
 741         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 742         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 743         unsigned int free, queued, len;
 744
 745
 746         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 747         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 748         free = ctx->cq_entries - queued;
 749         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 750         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 751         if (!len)
 752                 return NULL;
 753
 754         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 755                 off <<= 1;
 756                 len <<= 1;
 757         }
 758
 759         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 760         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 761
 762         ctx->cached_cq_tail++;
 763         ctx->cqe_cached++;
 764         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 765                 ctx->cqe_cached++;
 766         return &rings->cqes[off];
 767 }
 768
 769 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 770                      bool allow_overflow)
 771 {
 772         struct io_uring_cqe *cqe;
 773
 774         ctx->cq_extra++;
 775
 776         /*
 777          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 778          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 779          * the ring.
 780          */
 781         cqe = io_get_cqe(ctx);
 782         if (likely(cqe)) {
 783                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 784
 785                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 786                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 787                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 788
 789                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 790                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 791                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 792                 }
 793                 return true;
 794         }
 795
 796         if (allow_overflow)
 797                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 798
 799         return false;
 800 }
 801
 802 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
 803                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 804                      bool allow_overflow)
 805 {
 806         bool filled;
 807
 808         io_cq_lock(ctx);
 809         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 810         io_cq_unlock_post(ctx);
 811         return filled;
 812 }
 813
 814 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
 815 {
 816         /*
 817          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 818          * free_list cache.
 819          */
 820         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 821                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 822
 823                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 824                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 825                                 io_disarm_next(req);
 826                         if (req->link) {
 827                                 io_req_task_queue(req->link);
 828                                 req->link = NULL;
 829                         }
 830                 }
 831                 io_req_put_rsrc(req);
 832                 /*
 833                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 834                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 835                  * deadlocks.
 836                  */
 837                 io_put_kbuf_comp(req);
 838                 io_dismantle_req(req);
 839                 io_put_task(req->task, 1);
 840                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 841                 ctx->locked_free_nr++;
 842         }
 843 }
 844
 845 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 846 {
 847         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 848                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
 849         __io_req_complete_put(req);
 850 }
 851
 852 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 853 {
 854         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 855
 856         io_cq_lock(ctx);
 857         __io_req_complete_post(req);
 858         io_cq_unlock_post(ctx);
 859 }
 860
 861 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 862 {
 863         io_req_complete_post(req);
 864 }
 865
 866 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 867 {
 868         req_set_fail(req);
 869         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 870         io_req_complete_post(req);
 871 }
 872
 873 /*
 874  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 875  * advance and keep them valid across allocations.
 876  */
 877 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 878 {
 879         req->ctx = ctx;
 880         req->link = NULL;
 881         req->async_data = NULL;
 882         /* not necessary, but safer to zero */
 883         req->cqe.res = 0;
 884 }
 885
 886 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
 887                                         struct io_submit_state *state)
 888 {
 889         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 890         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
 891         ctx->locked_free_nr = 0;
 892         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 893 }
 894
 895 /*
 896  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
 897  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
 898  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
 899  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
 900  */
 901 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 902         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 903 {
 904         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 905         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
 906         int ret, i;
 907
 908         /*
 909          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
 910          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
 911          * side cache.
 912          */
 913         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
 914                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
 915                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
 916                         return true;
 917         }
 918
 919         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
 920
 921         /*
 922          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
 923          * retry single alloc to be on the safe side.
 924          */
 925         if (unlikely(ret <= 0)) {
 926                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
 927                 if (!reqs[0])
 928                         return false;
 929                 ret = 1;
 930         }
 931
 932         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
 933         for (i = 0; i < ret; i++) {
 934                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
 935
 936                 io_preinit_req(req, ctx);
 937                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
 938         }
 939         return true;
 940 }
 941
 942 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
 943 {
 944         unsigned int flags = req->flags;
 945
 946         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
 947                 io_clean_op(req);
 948         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 949                 io_put_file(req->file);
 950 }
 951
 952 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
 953 {
 954         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 955
 956         io_req_put_rsrc(req);
 957         io_dismantle_req(req);
 958         io_put_task(req->task, 1);
 959
 960         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 961         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 962         ctx->locked_free_nr++;
 963         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 964 }
 965
 966 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
 967 {
 968         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 969
 970         io_cq_lock(ctx);
 971         io_disarm_next(req);
 972         io_cq_unlock_post(ctx);
 973 }
 974
 975 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
 976 {
 977         struct io_kiocb *nxt;
 978
 979         /*
 980          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
 981          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
 982          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
 983          * of the chain.
 984          */
 985         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
 986                 __io_req_find_next_prep(req);
 987         nxt = req->link;
 988         req->link = NULL;
 989         return nxt;
 990 }
 991
 992 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
 993 {
 994         if (!ctx)
 995                 return;
 996         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
 997                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
 998         if (*locked) {
 999                 io_submit_flush_completions(ctx);
1000                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1001                 *locked = false;
1002         }
1003         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1004 }
1005
1006 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1007                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1008                                    struct llist_node *last)
1009 {
1010         unsigned int count = 0;
1011
1012         while (node != last) {
1013                 struct llist_node *next = node->next;
1014                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1015                                                     io_task_work.node);
1016
1017                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1018
1019                 if (req->ctx != *ctx) {
1020                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1021                         *ctx = req->ctx;
1022                         /* if not contended, grab and improve batching */
1023                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1024                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1025                 }
1026                 req->io_task_work.func(req, locked);
1027                 node = next;
1028                 count++;
1029         }
1030
1031         return count;
1032 }
1033
1034 /**
1035  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1036  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1037  * @new:        new entry as the head of the list
1038  *
1039  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1040  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1041  */
1042 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1043                                                struct llist_node *new)
1044 {
1045         return xchg(&head->first, new);
1046 }
1047
1048 /**
1049  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1050  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1051  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1052  * @new:        new entry as the head of the list
1053  *
1054  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1055  */
1056
1057 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1058                                                   struct llist_node *old,
1059                                                   struct llist_node *new)
1060 {
1061         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1062 }
1063
1064 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1065 {
1066         bool uring_locked = false;
1067         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1068         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1069                                                   task_work);
1070         struct llist_node fake = {};
1071         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1072         unsigned int loops = 1;
1073         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1074
1075         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1076         while (node != &fake) {
1077                 loops++;
1078                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1079                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1080                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1081         }
1082
1083         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1084
1085         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1086         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1087                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1088
1089         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1090 }
1091
1092 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1093 {
1094         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1095
1096         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1097                 return;
1098
1099         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1100                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1101                 return;
1102         }
1103
1104         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1105                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1106
1107         if (ctx->has_evfd)
1108                 io_eventfd_signal(ctx);
1109         io_cqring_wake(ctx);
1110
1111 }
1112
1113 static inline void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1114 {
1115         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1116         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1117         struct llist_node *node;
1118
1119         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1120                 io_req_local_work_add(req);
1121                 return;
1122         }
1123
1124         /* task_work already pending, we're done */
1125         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1126                 return;
1127
1128         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1129                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1130
1131         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1132                 return;
1133
1134         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1135
1136         while (node) {
1137                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1138                 node = node->next;
1139                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1140                               &req->ctx->fallback_llist))
1141                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1142         }
1143 }
1144
1145 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1146 {
1147         __io_req_task_work_add(req, true);
1148 }
1149
1150 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1151 {
1152         struct llist_node *node;
1153
1154         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1155         while (node) {
1156                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1157                                                     io_task_work.node);
1158
1159                 node = node->next;
1160                 __io_req_task_work_add(req, false);
1161         }
1162 }
1163
1164 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool locked)
1165 {
1166         struct llist_node *node;
1167         struct llist_node fake;
1168         struct llist_node *current_final = NULL;
1169         int ret;
1170         unsigned int loops = 1;
1171
1172         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1173                 return -EEXIST;
1174
1175         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1176         ret = 0;
1177 again:
1178         while (node != current_final) {
1179                 struct llist_node *next = node->next;
1180                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1181                                                     io_task_work.node);
1182                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1183                 req->io_task_work.func(req, &locked);
1184                 ret++;
1185                 node = next;
1186         }
1187
1188         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1189                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1190
1191         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1192         if (node != &fake) {
1193                 loops++;
1194                 current_final = &fake;
1195                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1196                 goto again;
1197         }
1198
1199         if (locked)
1200                 io_submit_flush_completions(ctx);
1201         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1202         return ret;
1203
1204 }
1205
1206 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1207 {
1208         bool locked;
1209         int ret;
1210
1211         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1212         ret = __io_run_local_work(ctx, locked);
1213         if (locked)
1214                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1215
1216         return ret;
1217 }
1218
1219 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1220 {
1221         io_req_complete_post(req);
1222 }
1223
1224 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1225 {
1226         io_req_set_res(req, res, cflags);
1227         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1228         io_req_task_work_add(req);
1229 }
1230
1231 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1232 {
1233         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1234         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1235         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1236 }
1237
1238 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1239 {
1240         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1241         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1242         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1243                 io_queue_sqe(req);
1244         else
1245                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1246 }
1247
1248 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1249 {
1250         io_req_set_res(req, ret, 0);
1251         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1252         io_req_task_work_add(req);
1253 }
1254
1255 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1256 {
1257         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1258         io_req_task_work_add(req);
1259 }
1260
1261 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1262 {
1263         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1264
1265         if (nxt)
1266                 io_req_task_queue(nxt);
1267 }
1268
1269 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1270         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1271 {
1272         struct task_struct *task = NULL;
1273         int task_refs = 0;
1274
1275         do {
1276                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1277                                                     comp_list);
1278
1279                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1280                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1281                                 node = req->comp_list.next;
1282                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1283                                         continue;
1284                         }
1285                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1286                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1287
1288                                 if (apoll->double_poll)
1289                                         kfree(apoll->double_poll);
1290                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1291                                         kfree(apoll);
1292                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1293                         }
1294                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1295                                 io_queue_next(req);
1296                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1297                                 io_clean_op(req);
1298                 }
1299                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1300                         io_put_file(req->file);
1301
1302                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1303
1304                 if (req->task != task) {
1305                         if (task)
1306                                 io_put_task(task, task_refs);
1307                         task = req->task;
1308                         task_refs = 0;
1309                 }
1310                 task_refs++;
1311                 node = req->comp_list.next;
1312                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1313         } while (node);
1314
1315         if (task)
1316                 io_put_task(task, task_refs);
1317 }
1318
1319 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1320         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1321 {
1322         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1323         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1324
1325         io_cq_lock(ctx);
1326         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1327                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1328                                             comp_list);
1329
1330                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1331                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1332         }
1333         __io_cq_unlock_post(ctx);
1334
1335         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1336         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1337 }
1338
1339 /*
1340  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1341  * was the last reference to this request.
1342  */
1343 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1344 {
1345         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1346
1347         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1348                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1349                         nxt = io_req_find_next(req);
1350                 io_free_req(req);
1351         }
1352         return nxt;
1353 }
1354
1355 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1356 {
1357         /* See comment at the top of this file */
1358         smp_rmb();
1359         return __io_cqring_events(ctx);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1364  * find and complete them.
1365  */
1366 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1367 {
1368         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1369                 return;
1370
1371         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1372         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1373                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1374                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1375                         break;
1376                 /*
1377                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1378                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1379                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1380                  */
1381                 if (need_resched()) {
1382                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1383                         cond_resched();
1384                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1385                 }
1386         }
1387         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1388 }
1389
1390 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1391 {
1392         unsigned int nr_events = 0;
1393         int ret = 0;
1394         unsigned long check_cq;
1395
1396         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1397                 return -EEXIST;
1398
1399         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1400         if (unlikely(check_cq)) {
1401                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1402                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1403                 /*
1404                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1405                  * dropped CQE.
1406                  */
1407                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1408                         return -EBADR;
1409         }
1410         /*
1411          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1412          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1413          * already triggered a CQE (eg in error).
1414          */
1415         if (io_cqring_events(ctx))
1416                 return 0;
1417
1418         do {
1419                 /*
1420                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1421                  * application entering polling for a command before it gets
1422                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1423                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1424                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1425                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1426                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1427                  * very same mutex.
1428                  */
1429                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1430                     io_task_work_pending(ctx)) {
1431                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1432
1433                         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1434                                 __io_run_local_work(ctx, true);
1435
1436                         if (task_work_pending(current) ||
1437                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1438                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1439                                 io_run_task_work();
1440                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1441                         }
1442                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1443                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1444                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1445                                 break;
1446                 }
1447                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1448                 if (ret < 0)
1449                         break;
1450                 nr_events += ret;
1451                 ret = 0;
1452         } while (nr_events < min && !need_resched());
1453
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1458 {
1459         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1460                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1461
1462                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1463         }
1464
1465         if (*locked)
1466                 io_req_complete_defer(req);
1467         else
1468                 io_req_complete_post(req);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1473  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1474  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1475  * accessing the kiocb cookie.
1476  */
1477 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1478 {
1479         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1480         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1481
1482         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1483         if (unlikely(needs_lock))
1484                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1485
1486         /*
1487          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1488          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1489          * different devices.
1490          */
1491         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1492                 ctx->poll_multi_queue = false;
1493         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1494                 struct io_kiocb *list_req;
1495
1496                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1497                                         comp_list);
1498                 if (list_req->file != req->file)
1499                         ctx->poll_multi_queue = true;
1500         }
1501
1502         /*
1503          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1504          * it to the front so we find it first.
1505          */
1506         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1507                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1508         else
1509                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1510
1511         if (unlikely(needs_lock)) {
1512                 /*
1513                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1514                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1515                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1516                  * whether should wake up sq thread.
1517                  */
1518                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1519                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1520                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1521
1522                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1523         }
1524 }
1525
1526 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1527 {
1528         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
1529 }
1530
1531 /*
1532  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1533  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1534  * inline.
1535  */
1536 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1537 {
1538         if (S_ISBLK(mode)) {
1539                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1540                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1541                         return true;
1542                 return false;
1543         }
1544         if (S_ISSOCK(mode))
1545                 return true;
1546         if (S_ISREG(mode)) {
1547                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1548                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1549                     !io_is_uring_fops(file))
1550                         return true;
1551                 return false;
1552         }
1553
1554         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1555         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1556                 return true;
1557         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1562  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1563  * inline.
1564  */
1565 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1566 {
1567         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1568         unsigned int res = 0;
1569
1570         if (S_ISREG(mode))
1571                 res |= FFS_ISREG;
1572         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1573                 res |= FFS_NOWAIT;
1574         if (io_file_need_scm(file))
1575                 res |= FFS_SCM;
1576         return res;
1577 }
1578
1579 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1580 {
1581         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1582         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1583         if (req->async_data) {
1584                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1585                 return false;
1586         }
1587         return true;
1588 }
1589
1590 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1591 {
1592         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1593
1594         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1595         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1596                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1597         if (!def->prep_async)
1598                 return 0;
1599         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1600                 return -EFAULT;
1601         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1602                 if (io_alloc_async_data(req))
1603                         return -EAGAIN;
1604         }
1605         return def->prep_async(req);
1606 }
1607
1608 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1609 {
1610         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1611         struct io_kiocb *cur;
1612
1613         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1614         io_for_each_link(cur, req)
1615                 seq--;
1616         return seq;
1617 }
1618
1619 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1620 {
1621         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1622         struct io_defer_entry *de;
1623         int ret;
1624         u32 seq = io_get_sequence(req);
1625
1626         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1627         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1628         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1629                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1630 queue:
1631                 ctx->drain_active = false;
1632                 io_req_task_queue(req);
1633                 return;
1634         }
1635         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1636
1637         ret = io_req_prep_async(req);
1638         if (ret) {
1639 fail:
1640                 io_req_complete_failed(req, ret);
1641                 return;
1642         }
1643         io_prep_async_link(req);
1644         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1645         if (!de) {
1646                 ret = -ENOMEM;
1647                 goto fail;
1648         }
1649
1650         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1651         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1652                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1653                 kfree(de);
1654                 goto queue;
1655         }
1656
1657         trace_io_uring_defer(req);
1658         de->req = req;
1659         de->seq = seq;
1660         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1661         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1662 }
1663
1664 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1665 {
1666         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1667                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1668                 io_put_kbuf_comp(req);
1669                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1670         }
1671
1672         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1673                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1674
1675                 if (def->cleanup)
1676                         def->cleanup(req);
1677         }
1678         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1679                 kfree(req->apoll->double_poll);
1680                 kfree(req->apoll);
1681                 req->apoll = NULL;
1682         }
1683         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1684                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1685
1686                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1687         }
1688         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1689                 put_cred(req->creds);
1690         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1691                 kfree(req->async_data);
1692                 req->async_data = NULL;
1693         }
1694         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1695 }
1696
1697 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1698 {
1699         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1700                 return true;
1701
1702         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1703                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1704         else
1705                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1706
1707         return !!req->file;
1708 }
1709
1710 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1711 {
1712         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1713         const struct cred *creds = NULL;
1714         int ret;
1715
1716         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1717                 return -EBADF;
1718
1719         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1720                 creds = override_creds(req->creds);
1721
1722         if (!def->audit_skip)
1723                 audit_uring_entry(req->opcode);
1724
1725         ret = def->issue(req, issue_flags);
1726
1727         if (!def->audit_skip)
1728                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1729
1730         if (creds)
1731                 revert_creds(creds);
1732
1733         if (ret == IOU_OK) {
1734                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1735                         io_req_complete_defer(req);
1736                 else
1737                         io_req_complete_post(req);
1738         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1739                 return ret;
1740
1741         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1742         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1743                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1744
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1749 {
1750         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1751         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1752                 return -EFAULT;
1753         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1754 }
1755
1756 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1757 {
1758         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1759
1760         req = io_put_req_find_next(req);
1761         return req ? &req->work : NULL;
1762 }
1763
1764 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1765 {
1766         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1767         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1768         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1769         bool needs_poll = false;
1770         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1771
1772         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1773         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1774                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1775         else
1776                 req_ref_get(req);
1777
1778         io_arm_ltimeout(req);
1779
1780         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1781         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1782 fail:
1783                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1784                 return;
1785         }
1786         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1787                 err = -EBADF;
1788                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1789                 goto fail;
1790         }
1791
1792         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1793                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1794
1795                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1796                         needs_poll = true;
1797                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1798                 }
1799         }
1800
1801         do {
1802                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1803                 if (ret != -EAGAIN)
1804                         break;
1805                 /*
1806                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1807                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1808                  * wait for request slots on the block side.
1809                  */
1810                 if (!needs_poll) {
1811                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1812                                 break;
1813                         cond_resched();
1814                         continue;
1815                 }
1816
1817                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1818                         return;
1819                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1820                 needs_poll = false;
1821                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1822         } while (1);
1823
1824         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1825         if (ret < 0)
1826                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1827 }
1828
1829 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1830                                       unsigned int issue_flags)
1831 {
1832         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1833         struct file *file = NULL;
1834         unsigned long file_ptr;
1835
1836         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1837
1838         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1839                 goto out;
1840         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1841         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1842         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1843         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1844         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1845         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1846         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1847         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1848 out:
1849         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1850         return file;
1851 }
1852
1853 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1854 {
1855         struct file *file = fget(fd);
1856
1857         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1858
1859         /* we don't allow fixed io_uring files */
1860         if (file && io_is_uring_fops(file))
1861                 io_req_track_inflight(req);
1862         return file;
1863 }
1864
1865 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1866         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1867 {
1868         struct io_kiocb *linked_timeout;
1869
1870         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1871                 io_req_complete_failed(req, ret);
1872                 return;
1873         }
1874
1875         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1876
1877         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1878         case IO_APOLL_READY:
1879                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1880                 io_req_task_queue(req);
1881                 break;
1882         case IO_APOLL_ABORTED:
1883                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1884                 io_queue_iowq(req, NULL);
1885                 break;
1886         case IO_APOLL_OK:
1887                 break;
1888         }
1889
1890         if (linked_timeout)
1891                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1892 }
1893
1894 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1895         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1896 {
1897         int ret;
1898
1899         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1900
1901         /*
1902          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1903          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1904          */
1905         if (likely(!ret))
1906                 io_arm_ltimeout(req);
1907         else
1908                 io_queue_async(req, ret);
1909 }
1910
1911 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1912         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1913 {
1914         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1915                 /*
1916                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1917                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1918                  */
1919                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1920                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1921                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1922         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1923                 io_drain_req(req);
1924         } else {
1925                 int ret = io_req_prep_async(req);
1926
1927                 if (unlikely(ret))
1928                         io_req_complete_failed(req, ret);
1929                 else
1930                         io_queue_iowq(req, NULL);
1931         }
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1936  *
1937  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1938  */
1939 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1940                                         struct io_kiocb *req,
1941                                         unsigned int sqe_flags)
1942 {
1943         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1944                 return false;
1945
1946         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1947             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1948                 return false;
1949
1950         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1951                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1952                 return false;
1953
1954         return true;
1955 }
1956
1957 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1958 {
1959         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1960         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1961
1962         ctx->drain_active = true;
1963         if (head) {
1964                 /*
1965                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1966                  * the head request and the next request/link after the current
1967                  * link. Considering sequential execution of links,
1968                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1969                  * link.
1970                  */
1971                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1972                 ctx->drain_next = true;
1973         }
1974 }
1975
1976 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1977                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1978         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1979 {
1980         const struct io_op_def *def;
1981         unsigned int sqe_flags;
1982         int personality;
1983         u8 opcode;
1984
1985         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1986         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1987         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1988         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1989         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1990         req->file = NULL;
1991         req->rsrc_node = NULL;
1992         req->task = current;
1993
1994         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
1995                 req->opcode = 0;
1996                 return -EINVAL;
1997         }
1998         def = &io_op_defs[opcode];
1999         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2000                 /* enforce forwards compatibility on users */
2001                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2002                         return -EINVAL;
2003                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2004                         if (!def->buffer_select)
2005                                 return -EOPNOTSUPP;
2006                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2007                 }
2008                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2009                         ctx->drain_disabled = true;
2010                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2011                         if (ctx->drain_disabled)
2012                                 return -EOPNOTSUPP;
2013                         io_init_req_drain(req);
2014                 }
2015         }
2016         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2017                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2018                         return -EACCES;
2019                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2020                 if (ctx->drain_active)
2021                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2022                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2023                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2024                         ctx->drain_next = false;
2025                         ctx->drain_active = true;
2026                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2027                 }
2028         }
2029
2030         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2031                 return -EINVAL;
2032         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2033                 return -EINVAL;
2034
2035         if (def->needs_file) {
2036                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2037
2038                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2039
2040                 /*
2041                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2042                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2043                  */
2044                 if (state->need_plug && def->plug) {
2045                         state->plug_started = true;
2046                         state->need_plug = false;
2047                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2048                 }
2049         }
2050
2051         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2052         if (personality) {
2053                 int ret;
2054
2055                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2056                 if (!req->creds)
2057                         return -EINVAL;
2058                 get_cred(req->creds);
2059                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2060                 if (ret) {
2061                         put_cred(req->creds);
2062                         return ret;
2063                 }
2064                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2065         }
2066
2067         return def->prep(req, sqe);
2068 }
2069
2070 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2071                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2072 {
2073         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2074         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2075         struct io_kiocb *head = link->head;
2076
2077         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2078
2079         /*
2080          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2081          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2082          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2083          * should find the flag and handle the rest.
2084          */
2085         req_fail_link_node(req, ret);
2086         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2087                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2088
2089         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2090                 if (head) {
2091                         link->last->link = req;
2092                         link->head = NULL;
2093                         req = head;
2094                 }
2095                 io_queue_sqe_fallback(req);
2096                 return ret;
2097         }
2098
2099         if (head)
2100                 link->last->link = req;
2101         else
2102                 link->head = req;
2103         link->last = req;
2104         return 0;
2105 }
2106
2107 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2108                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2109         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2110 {
2111         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2112         int ret;
2113
2114         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2115         if (unlikely(ret))
2116                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2117
2118         /* don't need @sqe from now on */
2119         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2120
2121         /*
2122          * If we already have a head request, queue this one for async
2123          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2124          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2125          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2126          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2127          */
2128         if (unlikely(link->head)) {
2129                 ret = io_req_prep_async(req);
2130                 if (unlikely(ret))
2131                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2132
2133                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2134                 link->last->link = req;
2135                 link->last = req;
2136
2137                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2138                         return 0;
2139                 /* last request of the link, flush it */
2140                 req = link->head;
2141                 link->head = NULL;
2142                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2143                         goto fallback;
2144
2145         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2146                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2147                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2148                         link->head = req;
2149                         link->last = req;
2150                 } else {
2151 fallback:
2152                         io_queue_sqe_fallback(req);
2153                 }
2154                 return 0;
2155         }
2156
2157         io_queue_sqe(req);
2158         return 0;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2163  */
2164 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2165 {
2166         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2167
2168         if (unlikely(state->link.head))
2169                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2170         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2171         io_submit_flush_completions(ctx);
2172         if (state->plug_started)
2173                 blk_finish_plug(&state->plug);
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Start submission side cache.
2178  */
2179 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2180                                   unsigned int max_ios)
2181 {
2182         state->plug_started = false;
2183         state->need_plug = max_ios > 2;
2184         state->submit_nr = max_ios;
2185         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2186         state->link.head = NULL;
2187 }
2188
2189 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2190 {
2191         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2192
2193         /*
2194          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2195          * since once we write the new head, the application could
2196          * write new data to them.
2197          */
2198         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2199 }
2200
2201 /*
2202  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2203  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2204  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2205  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2206  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2207  * prevent a re-load down the line.
2208  */
2209 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2210 {
2211         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2212         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2213
2214         /*
2215          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2216          *
2217          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2218          *    head updates.
2219          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2220          *    though the application is the one updating it.
2221          */
2222         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2223         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2224                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2225                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2226                         head <<= 1;
2227                 return &ctx->sq_sqes[head];
2228         }
2229
2230         /* drop invalid entries */
2231         ctx->cq_extra--;
2232         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2233                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2234         return NULL;
2235 }
2236
2237 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2238         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2239 {
2240         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2241         unsigned int left;
2242         int ret;
2243
2244         if (unlikely(!entries))
2245                 return 0;
2246         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2247         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2248         io_get_task_refs(left);
2249         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2250
2251         do {
2252                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2253                 struct io_kiocb *req;
2254
2255                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2256                         break;
2257                 req = io_alloc_req(ctx);
2258                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2259                 if (unlikely(!sqe)) {
2260                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2261                         break;
2262                 }
2263
2264                 /*
2265                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2266                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2267                  */
2268                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2269                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2270                         left--;
2271                         break;
2272                 }
2273         } while (--left);
2274
2275         if (unlikely(left)) {
2276                 ret -= left;
2277                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2278                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2279                         ret = -EAGAIN;
2280                 current->io_uring->cached_refs += left;
2281         }
2282
2283         io_submit_state_end(ctx);
2284          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2285         io_commit_sqring(ctx);
2286         return ret;
2287 }
2288
2289 struct io_wait_queue {
2290         struct wait_queue_entry wq;
2291         struct io_ring_ctx *ctx;
2292         unsigned cq_tail;
2293         unsigned nr_timeouts;
2294 };
2295
2296 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2297 {
2298         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2299                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2300                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2301 }
2302
2303 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2304 {
2305         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2306         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2307
2308         /*
2309          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2310          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2311          * regardless of event count.
2312          */
2313         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2314 }
2315
2316 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2317                             int wake_flags, void *key)
2318 {
2319         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2320                                                         wq);
2321         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2322
2323         /*
2324          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2325          * the task, and the next invocation will do it.
2326          */
2327         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2328                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2329         return -1;
2330 }
2331
2332 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2333 {
2334         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2335                 return 1;
2336         if (task_sigpending(current))
2337                 return -EINTR;
2338         return 0;
2339 }
2340
2341 /* when returns >0, the caller should retry */
2342 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2343                                           struct io_wait_queue *iowq,
2344                                           ktime_t timeout)
2345 {
2346         int ret;
2347         unsigned long check_cq;
2348
2349         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2350         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2351         if (ret || io_should_wake(iowq))
2352                 return ret;
2353
2354         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2355         if (unlikely(check_cq)) {
2356                 /* let the caller flush overflows, retry */
2357                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2358                         return 1;
2359                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2360                         return -EBADR;
2361         }
2362         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2363                 return -ETIME;
2364         return 1;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2369  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2370  */
2371 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2372                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2373                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2374 {
2375         struct io_wait_queue iowq;
2376         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2377         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2378         int ret;
2379
2380         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2381                 return -EEXIST;
2382
2383         do {
2384                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2385                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2386                 if (ret < 0)
2387                         return ret;
2388                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2389                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2390                         return 0;
2391         } while (ret > 0);
2392
2393         if (sig) {
2394 #ifdef CONFIG_COMPAT
2395                 if (in_compat_syscall())
2396                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2397                                                       sigsz);
2398                 else
2399 #endif
2400                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2401
2402                 if (ret)
2403                         return ret;
2404         }
2405
2406         if (uts) {
2407                 struct timespec64 ts;
2408
2409                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2410                         return -EFAULT;
2411                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2412         }
2413
2414         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2415         iowq.wq.private = current;
2416         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2417         iowq.ctx = ctx;
2418         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2419         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2420
2421         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2422         do {
2423                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2424                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2425                         ret = -EBUSY;
2426                         break;
2427                 }
2428                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2429                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2430                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2431                 cond_resched();
2432         } while (ret > 0);
2433
2434         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2435         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2436
2437         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2438 }
2439
2440 static void io_mem_free(void *ptr)
2441 {
2442         struct page *page;
2443
2444         if (!ptr)
2445                 return;
2446
2447         page = virt_to_head_page(ptr);
2448         if (put_page_testzero(page))
2449                 free_compound_page(page);
2450 }
2451
2452 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2453 {
2454         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2455
2456         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2457 }
2458
2459 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2460                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2461 {
2462         struct io_rings *rings;
2463         size_t off, sq_array_size;
2464
2465         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2466         if (off == SIZE_MAX)
2467                 return SIZE_MAX;
2468         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2469                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2470                         return SIZE_MAX;
2471         }
2472
2473 #ifdef CONFIG_SMP
2474         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2475         if (off == 0)
2476                 return SIZE_MAX;
2477 #endif
2478
2479         if (sq_offset)
2480                 *sq_offset = off;
2481
2482         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2483         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2484                 return SIZE_MAX;
2485
2486         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2487                 return SIZE_MAX;
2488
2489         return off;
2490 }
2491
2492 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2493                                unsigned int eventfd_async)
2494 {
2495         struct io_ev_fd *ev_fd;
2496         __s32 __user *fds = arg;
2497         int fd;
2498
2499         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2500                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2501         if (ev_fd)
2502                 return -EBUSY;
2503
2504         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2505                 return -EFAULT;
2506
2507         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2508         if (!ev_fd)
2509                 return -ENOMEM;
2510
2511         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2512         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2513                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2514                 kfree(ev_fd);
2515                 return ret;
2516         }
2517
2518         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2519         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2520         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2521
2522         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2523         ctx->has_evfd = true;
2524         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2525         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2526         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2531 {
2532         struct io_ev_fd *ev_fd;
2533
2534         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2535                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2536         if (ev_fd) {
2537                 ctx->has_evfd = false;
2538                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2539                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2540                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2541                 return 0;
2542         }
2543
2544         return -ENXIO;
2545 }
2546
2547 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2548 {
2549         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2550         int nr = 0;
2551
2552         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2553         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2554
2555         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2556                 struct io_wq_work_node *node;
2557                 struct io_kiocb *req;
2558
2559                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2560                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2561                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2562                 nr++;
2563         }
2564         if (nr)
2565                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2566         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2567 }
2568
2569 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2570 {
2571         io_sq_thread_finish(ctx);
2572
2573         if (ctx->mm_account) {
2574                 mmdrop(ctx->mm_account);
2575                 ctx->mm_account = NULL;
2576         }
2577
2578         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2579         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2580         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2581         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2582
2583         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2584         if (ctx->buf_data)
2585                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2586         if (ctx->file_data)
2587                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2588         if (ctx->rings)
2589                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2590         io_eventfd_unregister(ctx);
2591         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2592         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2593         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2594         io_destroy_buffers(ctx);
2595         if (ctx->sq_creds)
2596                 put_cred(ctx->sq_creds);
2597         if (ctx->submitter_task)
2598                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2599
2600         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2601         if (ctx->rsrc_node)
2602                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2603         if (ctx->rsrc_backup_node)
2604                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2605         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2606         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2607
2608         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2609         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2610
2611 #if defined(CONFIG_UNIX)
2612         if (ctx->ring_sock) {
2613                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2614                 sock_release(ctx->ring_sock);
2615         }
2616 #endif
2617         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2618         WARN_ON_ONCE(ctx->notif_slots || ctx->nr_notif_slots);
2619
2620         io_mem_free(ctx->rings);
2621         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2622
2623         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2624         free_uid(ctx->user);
2625         io_req_caches_free(ctx);
2626         if (ctx->hash_map)
2627                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2628         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2629         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2630         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2631         kfree(ctx->io_bl);
2632         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2633         kfree(ctx);
2634 }
2635
2636 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2637 {
2638         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2639         __poll_t mask = 0;
2640
2641         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2642         /*
2643          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2644          * io_commit_cqring
2645          */
2646         smp_rmb();
2647         if (!io_sqring_full(ctx))
2648                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2649
2650         /*
2651          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2652          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2653          *      CPU0                    CPU1
2654          *      ----                    ----
2655          * lock(&ctx->uring_lock);
2656          *                              lock(&ep->mtx);
2657          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2658          * lock(&ep->mtx);
2659          *
2660          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2661          * pushs them to do the flush.
2662          */
2663
2664         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2665                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2666
2667         return mask;
2668 }
2669
2670 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2671 {
2672         const struct cred *creds;
2673
2674         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2675         if (creds) {
2676                 put_cred(creds);
2677                 return 0;
2678         }
2679
2680         return -EINVAL;
2681 }
2682
2683 struct io_tctx_exit {
2684         struct callback_head            task_work;
2685         struct completion               completion;
2686         struct io_ring_ctx              *ctx;
2687 };
2688
2689 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2690 {
2691         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2692         struct io_tctx_exit *work;
2693
2694         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2695         /*
2696          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2697          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2698          */
2699         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2700                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2701         complete(&work->completion);
2702 }
2703
2704 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2705 {
2706         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2707
2708         return req->ctx == data;
2709 }
2710
2711 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2712 {
2713         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2714         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2715         unsigned long interval = HZ / 20;
2716         struct io_tctx_exit exit;
2717         struct io_tctx_node *node;
2718         int ret;
2719
2720         /*
2721          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2722          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2723          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2724          * as nobody else will be looking for them.
2725          */
2726         do {
2727                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2728                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2729
2730                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2731                         cond_resched();
2732
2733                 if (ctx->sq_data) {
2734                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2735                         struct task_struct *tsk;
2736
2737                         io_sq_thread_park(sqd);
2738                         tsk = sqd->thread;
2739                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2740                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2741                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2742                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2743                 }
2744
2745                 io_req_caches_free(ctx);
2746
2747                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2748                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2749                         interval = HZ * 60;
2750                 }
2751         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2752
2753         init_completion(&exit.completion);
2754         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2755         exit.ctx = ctx;
2756         /*
2757          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2758          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2759          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2760          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2761          */
2762         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2763         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2764                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2765
2766                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2767                                         ctx_node);
2768                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2769                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2770                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2771                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2772                         continue;
2773
2774                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2775                 wait_for_completion(&exit.completion);
2776                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2777         }
2778         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2779         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2780         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2781
2782         io_ring_ctx_free(ctx);
2783 }
2784
2785 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2786 {
2787         unsigned long index;
2788         struct creds *creds;
2789
2790         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2791         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2792         if (ctx->rings)
2793                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2794         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2795                 io_unregister_personality(ctx, index);
2796         if (ctx->rings)
2797                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2798         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2799
2800         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2801         if (ctx->rings) {
2802                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2803                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2804                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2805         }
2806
2807         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2808         /*
2809          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2810          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2811          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2812          * over using system_wq.
2813          */
2814         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2815 }
2816
2817 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2818 {
2819         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2820
2821         file->private_data = NULL;
2822         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2823         return 0;
2824 }
2825
2826 struct io_task_cancel {
2827         struct task_struct *task;
2828         bool all;
2829 };
2830
2831 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2832 {
2833         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2834         struct io_task_cancel *cancel = data;
2835
2836         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2837 }
2838
2839 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2840                                          struct task_struct *task,
2841                                          bool cancel_all)
2842 {
2843         struct io_defer_entry *de;
2844         LIST_HEAD(list);
2845
2846         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2847         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2848                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2849                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2850                         break;
2851                 }
2852         }
2853         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2854         if (list_empty(&list))
2855                 return false;
2856
2857         while (!list_empty(&list)) {
2858                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2859                 list_del_init(&de->list);
2860                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2861                 kfree(de);
2862         }
2863         return true;
2864 }
2865
2866 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2867 {
2868         struct io_tctx_node *node;
2869         enum io_wq_cancel cret;
2870         bool ret = false;
2871
2872         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2873         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2874                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2875
2876                 /*
2877                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2878                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2879                  */
2880                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2881                         continue;
2882                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2883                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2884         }
2885         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2886
2887         return ret;
2888 }
2889
2890 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2891                                                 struct task_struct *task,
2892                                                 bool cancel_all)
2893 {
2894         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2895         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2896         enum io_wq_cancel cret;
2897         bool ret = false;
2898
2899         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2900         if (!ctx->rings)
2901                 return false;
2902
2903         if (!task) {
2904                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2905         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2906                 /*
2907                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2908                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2909                  */
2910                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2911                                        &cancel, true);
2912                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2913         }
2914
2915         /* SQPOLL thread does its own polling */
2916         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2917             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2918                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2919                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2920                         ret = true;
2921                 }
2922         }
2923
2924         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2925                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2926         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2927         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2928         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2929         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2930         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2931         if (task)
2932                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2933         return ret;
2934 }
2935
2936 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2937 {
2938         if (tracked)
2939                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2940         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2945  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2946  */
2947 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2948 {
2949         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2950         struct io_ring_ctx *ctx;
2951         s64 inflight;
2952         DEFINE_WAIT(wait);
2953
2954         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2955
2956         if (!current->io_uring)
2957                 return;
2958         if (tctx->io_wq)
2959                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2960
2961         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2962         do {
2963                 bool loop = false;
2964
2965                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2966                 /* read completions before cancelations */
2967                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2968                 if (!inflight)
2969                         break;
2970
2971                 if (!sqd) {
2972                         struct io_tctx_node *node;
2973                         unsigned long index;
2974
2975                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2976                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2977                                 if (node->ctx->sq_data)
2978                                         continue;
2979                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2980                                                         current, cancel_all);
2981                         }
2982                 } else {
2983                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2984                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
2985                                                                      current,
2986                                                                      cancel_all);
2987                 }
2988
2989                 if (loop) {
2990                         cond_resched();
2991                         continue;
2992                 }
2993
2994                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
2995                 io_run_task_work();
2996                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2997
2998                 /*
2999                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3000                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3001                  * prepare_to_wait().
3002                  */
3003                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3004                         schedule();
3005                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3006         } while (1);
3007
3008         io_uring_clean_tctx(tctx);
3009         if (cancel_all) {
3010                 /*
3011                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3012                  * ->in_idle set for normal exit.
3013                  */
3014                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3015                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3016                 __io_uring_free(current);
3017         }
3018 }
3019
3020 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3021 {
3022         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3023 }
3024
3025 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3026                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3027 {
3028         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3029         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3030         struct page *page;
3031         void *ptr;
3032
3033         switch (offset) {
3034         case IORING_OFF_SQ_RING:
3035         case IORING_OFF_CQ_RING:
3036                 ptr = ctx->rings;
3037                 break;
3038         case IORING_OFF_SQES:
3039                 ptr = ctx->sq_sqes;
3040                 break;
3041         default:
3042                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3043         }
3044
3045         page = virt_to_head_page(ptr);
3046         if (sz > page_size(page))
3047                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3048
3049         return ptr;
3050 }
3051
3052 #ifdef CONFIG_MMU
3053
3054 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3055 {
3056         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3057         unsigned long pfn;
3058         void *ptr;
3059
3060         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3061         if (IS_ERR(ptr))
3062                 return PTR_ERR(ptr);
3063
3064         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3065         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3066 }
3067
3068 #else /* !CONFIG_MMU */
3069
3070 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3071 {
3072         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3073 }
3074
3075 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3076 {
3077         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3078 }
3079
3080 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3081         unsigned long addr, unsigned long len,
3082         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3083 {
3084         void *ptr;
3085
3086         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3087         if (IS_ERR(ptr))
3088                 return PTR_ERR(ptr);
3089
3090         return (unsigned long) ptr;
3091 }
3092
3093 #endif /* !CONFIG_MMU */
3094
3095 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3096 {
3097         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3098                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3099
3100                 if (argsz != sizeof(arg))
3101                         return -EINVAL;
3102                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3103                         return -EFAULT;
3104         }
3105         return 0;
3106 }
3107
3108 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3109                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3110                           const sigset_t __user **sig)
3111 {
3112         struct io_uring_getevents_arg arg;
3113
3114         /*
3115          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3116          * is just a pointer to the sigset_t.
3117          */
3118         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3119                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3120                 *ts = NULL;
3121                 return 0;
3122         }
3123
3124         /*
3125          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3126          * timespec and sigset_t pointers if good.
3127          */
3128         if (*argsz != sizeof(arg))
3129                 return -EINVAL;
3130         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3131                 return -EFAULT;
3132         if (arg.pad)
3133                 return -EINVAL;
3134         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3135         *argsz = arg.sigmask_sz;
3136         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3137         return 0;
3138 }
3139
3140 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3141                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3142                 size_t, argsz)
3143 {
3144         struct io_ring_ctx *ctx;
3145         struct fd f;
3146         long ret;
3147
3148         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3149                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3150                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3151                 return -EINVAL;
3152
3153         /*
3154          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3155          * need only dereference our task private array to find it.
3156          */
3157         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3158                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3159
3160                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3161                         return -EINVAL;
3162                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3163                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3164                 f.flags = 0;
3165                 if (unlikely(!f.file))
3166                         return -EBADF;
3167         } else {
3168                 f = fdget(fd);
3169                 if (unlikely(!f.file))
3170                         return -EBADF;
3171                 ret = -EOPNOTSUPP;
3172                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3173                         goto out;
3174         }
3175
3176         ctx = f.file->private_data;
3177         ret = -EBADFD;
3178         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3179                 goto out;
3180
3181         /*
3182          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3183          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3184          * we were asked to.
3185          */
3186         ret = 0;
3187         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3188                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3189
3190                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3191                         ret = -EOWNERDEAD;
3192                         goto out;
3193                 }
3194                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3195                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3196                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3197                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3198                         if (ret)
3199                                 goto out;
3200                 }
3201                 ret = to_submit;
3202         } else if (to_submit) {
3203                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3204                 if (unlikely(ret))
3205                         goto out;
3206
3207                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3208                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3209                 if (ret != to_submit) {
3210                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3211                         goto out;
3212                 }
3213                 if ((flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) && ctx->syscall_iopoll)
3214                         goto iopoll_locked;
3215                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3216         }
3217
3218         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3219                 int ret2;
3220
3221                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3222                         /*
3223                          * We disallow the app entering submit/complete with
3224                          * polling, but we still need to lock the ring to
3225                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3226                          * a workqueue.
3227                          */
3228                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3229 iopoll_locked:
3230                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3231                         if (likely(!ret2)) {
3232                                 min_complete = min(min_complete,
3233                                                    ctx->cq_entries);
3234                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3235                         }
3236                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3237                 } else {
3238                         const sigset_t __user *sig;
3239                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3240
3241                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3242                         if (likely(!ret2)) {
3243                                 min_complete = min(min_complete,
3244                                                    ctx->cq_entries);
3245                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3246                                                       argsz, ts);
3247                         }
3248                 }
3249
3250                 if (!ret) {
3251                         ret = ret2;
3252
3253                         /*
3254                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3255                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3256                          * as they are obviously ok with those drops.
3257                          */
3258                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3259                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3260                                           &ctx->check_cq);
3261                 }
3262         }
3263 out:
3264         fdput(f);
3265         return ret;
3266 }
3267
3268 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3269         .release        = io_uring_release,
3270         .mmap           = io_uring_mmap,
3271 #ifndef CONFIG_MMU
3272         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3273         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3274 #endif
3275         .poll           = io_uring_poll,
3276 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3277         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3278 #endif
3279 };
3280
3281 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3282 {
3283         return file->f_op == &io_uring_fops;
3284 }
3285
3286 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3287                                          struct io_uring_params *p)
3288 {
3289         struct io_rings *rings;
3290         size_t size, sq_array_offset;
3291
3292         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3293         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3294         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3295
3296         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3297         if (size == SIZE_MAX)
3298                 return -EOVERFLOW;
3299
3300         rings = io_mem_alloc(size);
3301         if (!rings)
3302                 return -ENOMEM;
3303
3304         ctx->rings = rings;
3305         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3306         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3307         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3308         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3309         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3310
3311         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3312                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3313         else
3314                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3315         if (size == SIZE_MAX) {
3316                 io_mem_free(ctx->rings);
3317                 ctx->rings = NULL;
3318                 return -EOVERFLOW;
3319         }
3320
3321         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3322         if (!ctx->sq_sqes) {
3323                 io_mem_free(ctx->rings);
3324                 ctx->rings = NULL;
3325                 return -ENOMEM;
3326         }
3327
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3332 {
3333         int ret, fd;
3334
3335         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3336         if (fd < 0)
3337                 return fd;
3338
3339         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx, false);
3340         if (ret) {
3341                 put_unused_fd(fd);
3342                 return ret;
3343         }
3344         fd_install(fd, file);
3345         return fd;
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3350  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3351  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3352  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3353  */
3354 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3355 {
3356         struct file *file;
3357 #if defined(CONFIG_UNIX)
3358         int ret;
3359
3360         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3361                                 &ctx->ring_sock);
3362         if (ret)
3363                 return ERR_PTR(ret);
3364 #endif
3365
3366         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3367                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3368 #if defined(CONFIG_UNIX)
3369         if (IS_ERR(file)) {
3370                 sock_release(ctx->ring_sock);
3371                 ctx->ring_sock = NULL;
3372         } else {
3373                 ctx->ring_sock->file = file;
3374         }
3375 #endif
3376         return file;
3377 }
3378
3379 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3380                                   struct io_uring_params __user *params)
3381 {
3382         struct io_ring_ctx *ctx;
3383         struct file *file;
3384         int ret;
3385
3386         if (!entries)
3387                 return -EINVAL;
3388         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3389                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3390                         return -EINVAL;
3391                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3392         }
3393
3394         /*
3395          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3396          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3397          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3398          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3399          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3400          * of CQ ring entries manually.
3401          */
3402         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3403         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3404                 /*
3405                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3406                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3407                  * any cq vs sq ring sizing.
3408                  */
3409                 if (!p->cq_entries)
3410                         return -EINVAL;
3411                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3412                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3413                                 return -EINVAL;
3414                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3415                 }
3416                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3417                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3418                         return -EINVAL;
3419         } else {
3420                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3421         }
3422
3423         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3424         if (!ctx)
3425                 return -ENOMEM;
3426
3427         /*
3428          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3429          * space applications don't need to do io completion events
3430          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3431          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3432          */
3433         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3434             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3435                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3436
3437         ctx->compat = in_compat_syscall();
3438         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3439                 ctx->user = get_uid(current_user());
3440
3441         /*
3442          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3443          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3444          */
3445         ret = -EINVAL;
3446         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3447                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3448                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3449                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3450                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3451                         goto err;
3452                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3453         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3454                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3455         } else {
3456                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3457                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3458                         goto err;
3459                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3460         }
3461
3462         /*
3463          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3464          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3465          * that.
3466          */
3467         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3468             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3469                 goto err;
3470         }
3471
3472         /*
3473          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3474          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3475          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3476          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3477          */
3478         mmgrab(current->mm);
3479         ctx->mm_account = current->mm;
3480
3481         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3482         if (ret)
3483                 goto err;
3484
3485         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3486         if (ret)
3487                 goto err;
3488         /* always set a rsrc node */
3489         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3490         if (ret)
3491                 goto err;
3492         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3493
3494         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3495         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3496         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3497         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3498         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3499         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3500         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3501         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3502
3503         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3504         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3505         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3506         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3507         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3508         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3509         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3510         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3511
3512         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3513                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3514                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3515                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3516                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3517                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3518                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3519
3520         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3521                 ret = -EFAULT;
3522                 goto err;
3523         }
3524
3525         file = io_uring_get_file(ctx);
3526         if (IS_ERR(file)) {
3527                 ret = PTR_ERR(file);
3528                 goto err;
3529         }
3530
3531         /*
3532          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3533          * having closed it before we finish setup
3534          */
3535         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3536         if (ret < 0) {
3537                 /* fput will clean it up */
3538                 fput(file);
3539                 return ret;
3540         }
3541
3542         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3543         return ret;
3544 err:
3545         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3546         return ret;
3547 }
3548
3549 /*
3550  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3551  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3552  * params structure passed in.
3553  */
3554 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3555 {
3556         struct io_uring_params p;
3557         int i;
3558
3559         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3560                 return -EFAULT;
3561         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3562                 if (p.resv[i])
3563                         return -EINVAL;
3564         }
3565
3566         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3567                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3568                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3569                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3570                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3571                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3572                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3573                 return -EINVAL;
3574
3575         return io_uring_create(entries, &p, params);
3576 }
3577
3578 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3579                 struct io_uring_params __user *, params)
3580 {
3581         return io_uring_setup(entries, params);
3582 }
3583
3584 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3585                            unsigned nr_args)
3586 {
3587         struct io_uring_probe *p;
3588         size_t size;
3589         int i, ret;
3590
3591         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3592         if (size == SIZE_MAX)
3593                 return -EOVERFLOW;
3594         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3595         if (!p)
3596                 return -ENOMEM;
3597
3598         ret = -EFAULT;
3599         if (copy_from_user(p, arg, size))
3600                 goto out;
3601         ret = -EINVAL;
3602         if (memchr_inv(p, 0, size))
3603                 goto out;
3604
3605         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3606         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3607                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3608
3609         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3610                 p->ops[i].op = i;
3611                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3612                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3613         }
3614         p->ops_len = i;
3615
3616         ret = 0;
3617         if (copy_to_user(arg, p, size))
3618                 ret = -EFAULT;
3619 out:
3620         kfree(p);
3621         return ret;
3622 }
3623
3624 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3625 {
3626         const struct cred *creds;
3627         u32 id;
3628         int ret;
3629
3630         creds = get_current_cred();
3631
3632         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3633                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3634         if (ret < 0) {
3635                 put_cred(creds);
3636                 return ret;
3637         }
3638         return id;
3639 }
3640
3641 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3642                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3643 {
3644         struct io_uring_restriction *res;
3645         size_t size;
3646         int i, ret;
3647
3648         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3649         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3650                 return -EBADFD;
3651
3652         /* We allow only a single restrictions registration */
3653         if (ctx->restrictions.registered)
3654                 return -EBUSY;
3655
3656         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3657                 return -EINVAL;
3658
3659         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3660         if (size == SIZE_MAX)
3661                 return -EOVERFLOW;
3662
3663         res = memdup_user(arg, size);
3664         if (IS_ERR(res))
3665                 return PTR_ERR(res);
3666
3667         ret = 0;
3668
3669         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3670                 switch (res[i].opcode) {
3671                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3672                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3673                                 ret = -EINVAL;
3674                                 goto out;
3675                         }
3676
3677                         __set_bit(res[i].register_op,
3678                                   ctx->restrictions.register_op);
3679                         break;
3680                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3681                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3682                                 ret = -EINVAL;
3683                                 goto out;
3684                         }
3685
3686                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3687                         break;
3688                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3689                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3690                         break;
3691                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3692                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3693                         break;
3694                 default:
3695                         ret = -EINVAL;
3696                         goto out;
3697                 }
3698         }
3699
3700 out:
3701         /* Reset all restrictions if an error happened */
3702         if (ret != 0)
3703                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3704         else
3705                 ctx->restrictions.registered = true;
3706
3707         kfree(res);
3708         return ret;
3709 }
3710
3711 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3712 {
3713         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3714                 return -EBADFD;
3715
3716         if (ctx->restrictions.registered)
3717                 ctx->restricted = 1;
3718
3719         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3720         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3721                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3722         return 0;
3723 }
3724
3725 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3726                                        void __user *arg, unsigned len)
3727 {
3728         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3729         cpumask_var_t new_mask;
3730         int ret;
3731
3732         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3733                 return -EINVAL;
3734
3735         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3736                 return -ENOMEM;
3737
3738         cpumask_clear(new_mask);
3739         if (len > cpumask_size())
3740                 len = cpumask_size();
3741
3742         if (in_compat_syscall()) {
3743                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3744                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3745                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3746         } else {
3747                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3748         }
3749
3750         if (ret) {
3751                 free_cpumask_var(new_mask);
3752                 return -EFAULT;
3753         }
3754
3755         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3756         free_cpumask_var(new_mask);
3757         return ret;
3758 }
3759
3760 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3761 {
3762         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3763
3764         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3765                 return -EINVAL;
3766
3767         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3768 }
3769
3770 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3771                                                void __user *arg)
3772         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3773 {
3774         struct io_tctx_node *node;
3775         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3776         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3777         __u32 new_count[2];
3778         int i, ret;
3779
3780         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3781                 return -EFAULT;
3782         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3783                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3784                         return -EINVAL;
3785
3786         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3787                 sqd = ctx->sq_data;
3788                 if (sqd) {
3789                         /*
3790                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3791                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3792                          * a ref to the ctx.
3793                          */
3794                         refcount_inc(&sqd->refs);
3795                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3796                         mutex_lock(&sqd->lock);
3797                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3798                         if (sqd->thread)
3799                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3800                 }
3801         } else {
3802                 tctx = current->io_uring;
3803         }
3804
3805         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3806
3807         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3808                 if (new_count[i])
3809                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3810         ctx->iowq_limits_set = true;
3811
3812         if (tctx && tctx->io_wq) {
3813                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3814                 if (ret)
3815                         goto err;
3816         } else {
3817                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3818         }
3819
3820         if (sqd) {
3821                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3822                 io_put_sq_data(sqd);
3823         }
3824
3825         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3826                 return -EFAULT;
3827
3828         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3829         if (sqd)
3830                 return 0;
3831
3832         /* now propagate the restriction to all registered users */
3833         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3834                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3835
3836                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3837                         continue;
3838
3839                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3840                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3841                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3842                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3843         }
3844         return 0;
3845 err:
3846         if (sqd) {
3847                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3848                 io_put_sq_data(sqd);
3849         }
3850         return ret;
3851 }
3852
3853 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3854                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3855         __releases(ctx->uring_lock)
3856         __acquires(ctx->uring_lock)
3857 {
3858         int ret;
3859
3860         /*
3861          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3862          * dying as we're holding a file ref here.
3863          */
3864         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3865                 return -ENXIO;
3866
3867         if (ctx->restricted) {
3868                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3869                         return -EINVAL;
3870                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3871                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3872                         return -EACCES;
3873         }
3874
3875         switch (opcode) {
3876         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3877                 ret = -EFAULT;
3878                 if (!arg)
3879                         break;
3880                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3881                 break;
3882         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3883                 ret = -EINVAL;
3884                 if (arg || nr_args)
3885                         break;
3886                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3887                 break;
3888         case IORING_REGISTER_FILES:
3889                 ret = -EFAULT;
3890                 if (!arg)
3891                         break;
3892                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3893                 break;
3894         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3895                 ret = -EINVAL;
3896                 if (arg || nr_args)
3897                         break;
3898                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3899                 break;
3900         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3901                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3902                 break;
3903         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3904                 ret = -EINVAL;
3905                 if (nr_args != 1)
3906                         break;
3907                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3908                 break;
3909         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3910                 ret = -EINVAL;
3911                 if (nr_args != 1)
3912                         break;
3913                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3914                 break;
3915         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3916                 ret = -EINVAL;
3917                 if (arg || nr_args)
3918                         break;
3919                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3920                 break;
3921         case IORING_REGISTER_PROBE:
3922                 ret = -EINVAL;
3923                 if (!arg || nr_args > 256)
3924                         break;
3925                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3926                 break;
3927         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3928                 ret = -EINVAL;
3929                 if (arg || nr_args)
3930                         break;
3931                 ret = io_register_personality(ctx);
3932                 break;
3933         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3934                 ret = -EINVAL;
3935                 if (arg)
3936                         break;
3937                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3938                 break;
3939         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3940                 ret = -EINVAL;
3941                 if (arg || nr_args)
3942                         break;
3943                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3944                 break;
3945         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3946                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3947                 break;
3948         case IORING_REGISTER_FILES2:
3949                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3950                 break;
3951         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3952                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3953                                               IORING_RSRC_FILE);
3954                 break;
3955         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3956                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3957                 break;
3958         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3959                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3960                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3961                 break;
3962         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3963                 ret = -EINVAL;
3964                 if (!arg || !nr_args)
3965                         break;
3966                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3967                 break;
3968         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3969                 ret = -EINVAL;
3970                 if (arg || nr_args)
3971                         break;
3972                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3973                 break;
3974         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3975                 ret = -EINVAL;
3976                 if (!arg || nr_args != 2)
3977                         break;
3978                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
3979                 break;
3980         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
3981                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
3982                 break;
3983         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
3984                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
3985                 break;
3986         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
3987                 ret = -EINVAL;
3988                 if (!arg || nr_args != 1)
3989                         break;
3990                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
3991                 break;
3992         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
3993                 ret = -EINVAL;
3994                 if (!arg || nr_args != 1)
3995                         break;
3996                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
3997                 break;
3998         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
3999                 ret = -EINVAL;
4000                 if (!arg || nr_args != 1)
4001                         break;
4002                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4003                 break;
4004         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4005                 ret = -EINVAL;
4006                 if (!arg || nr_args)
4007                         break;
4008                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4009                 break;
4010         default:
4011                 ret = -EINVAL;
4012                 break;
4013         }
4014
4015         return ret;
4016 }
4017
4018 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4019                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4020 {
4021         struct io_ring_ctx *ctx;
4022         long ret = -EBADF;
4023         struct fd f;
4024
4025         f = fdget(fd);
4026         if (!f.file)
4027                 return -EBADF;
4028
4029         ret = -EOPNOTSUPP;
4030         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4031                 goto out_fput;
4032
4033         ctx = f.file->private_data;
4034
4035         io_run_task_work_ctx(ctx);
4036
4037         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4038         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4039         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4040         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4041 out_fput:
4042         fdput(f);
4043         return ret;
4044 }
4045
4046 static int __init io_uring_init(void)
4047 {
4048 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4049         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4050         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4051 } while (0)
4052
4053 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4054         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4055 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4056         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4057         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4058         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4059         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4060         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4061         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4062         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4063         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4064         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4065         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4066         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4067         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4068         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4069         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4070         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4071         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4072         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4073         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4074         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4075         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4076         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4077         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4078         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4079         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4080         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4081         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4082         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4083         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4084         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4085         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4086         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4087         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4088         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4089         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4090         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4091         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4092         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4093         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4094         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4095         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4096         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4100
4101         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4102                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4103         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4104                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4105
4106         /* ->buf_index is u16 */
4107         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4108         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4109                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4110
4111         /* should fit into one byte */
4112         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4113         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4114         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4115
4116         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4117
4118         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4119
4120         io_uring_optable_init();
4121
4122         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4123                                 SLAB_ACCOUNT);
4124         return 0;
4125 };
4126 __initcall(io_uring_init);