1f348753694bfe8eb3fccb25da7c3f6645fa243d
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "rw.h"
99 #include "alloc_cache.h"
100
101 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
102 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
103
104 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
105                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
106
107 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
108                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
109
110 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
111                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
114                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
115                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
116
117 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
118                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
119
120 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
121
122 #define IO_COMPL_BATCH                  32
123 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
124
125 enum {
126         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
127         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
128 };
129
130 enum {
131         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
132         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
133 };
134
135 struct io_defer_entry {
136         struct list_head        list;
137         struct io_kiocb         *req;
138         u32                     seq;
139 };
140
141 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
142 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
143 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
144
145 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
146                                          struct task_struct *task,
147                                          bool cancel_all);
148
149 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
150 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
151 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
152 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
153 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
154 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
155
156 struct kmem_cache *req_cachep;
157
158 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
159 {
160 #if defined(CONFIG_UNIX)
161         if (io_is_uring_fops(file)) {
162                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
163
164                 return ctx->ring_sock->sk;
165         }
166 #endif
167         return NULL;
168 }
169 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
170
171 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
172 {
173         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
174             ctx->submit_state.cqes_count)
175                 __io_submit_flush_completions(ctx);
176 }
177
178 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
179 {
180         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
181 }
182
183 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
184 {
185         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
186 }
187
188 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
189 {
190         struct io_kiocb *req;
191
192         io_for_each_link(req, head) {
193                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
194                         return true;
195         }
196         return false;
197 }
198
199 /*
200  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
201  * User must not hold timeout_lock.
202  */
203 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
204                         bool cancel_all)
205 {
206         bool matched;
207
208         if (task && head->task != task)
209                 return false;
210         if (cancel_all)
211                 return true;
212
213         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
214                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
215
216                 /* protect against races with linked timeouts */
217                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
218                 matched = io_match_linked(head);
219                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
220         } else {
221                 matched = io_match_linked(head);
222         }
223         return matched;
224 }
225
226 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
227 {
228         req_set_fail(req);
229         io_req_set_res(req, res, 0);
230 }
231
232 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
233 {
234         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
235         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
236 }
237
238 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
239 {
240         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
241
242         complete(&ctx->ref_comp);
243 }
244
245 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
246 {
247         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
248                                                 fallback_work.work);
249         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
250         struct io_kiocb *req, *tmp;
251         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
252
253         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
254         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
255                 req->io_task_work.func(req, &ts);
256         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
257                 return;
258         io_submit_flush_completions(ctx);
259         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
260 }
261
262 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
263 {
264         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
265         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
266
267         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
268         if (!table->hbs)
269                 return -ENOMEM;
270
271         table->hash_bits = bits;
272         init_hash_table(table, hash_buckets);
273         return 0;
274 }
275
276 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
277 {
278         struct io_ring_ctx *ctx;
279         int hash_bits;
280
281         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
282         if (!ctx)
283                 return NULL;
284
285         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
286
287         /*
288          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
289          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
290          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
291          */
292         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
293         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
295                 goto err;
296         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
297                 goto err;
298
299         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
300         if (!ctx->dummy_ubuf)
301                 goto err;
302         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
303         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
304
305         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
306                             0, GFP_KERNEL))
307                 goto err;
308
309         ctx->flags = p->flags;
310         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
313         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
315                             sizeof(struct io_rsrc_node));
316         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
317                             sizeof(struct async_poll));
318         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
319                             sizeof(struct io_async_msghdr));
320         init_completion(&ctx->ref_comp);
321         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
322         mutex_init(&ctx->uring_lock);
323         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
324         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
325         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
326         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
327         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
328         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
335         init_llist_head(&ctx->work_llist);
336         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
337         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
339         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
340         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
341         return ctx;
342 err:
343         kfree(ctx->dummy_ubuf);
344         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
345         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
346         kfree(ctx->io_bl);
347         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
348         kfree(ctx);
349         return NULL;
350 }
351
352 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
353 {
354         struct io_rings *r = ctx->rings;
355
356         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
357         ctx->cq_extra--;
358 }
359
360 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
361 {
362         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
363                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
364
365                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
366         }
367
368         return false;
369 }
370
371 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
372 {
373         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
374                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
375                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
376         }
377 }
378
379 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
380 {
381         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
382                 return NULL;
383
384         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
385         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
386
387         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
388         io_req_set_refcount(req);
389         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
390         return req->link;
391 }
392
393 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
394 {
395         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
396                 return NULL;
397         return __io_prep_linked_timeout(req);
398 }
399
400 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
401 {
402         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
403 }
404
405 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
406 {
407         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
408                 __io_arm_ltimeout(req);
409 }
410
411 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
412 {
413         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
414         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
415
416         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
417                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
418                 req->creds = get_current_cred();
419         }
420
421         req->work.list.next = NULL;
422         req->work.flags = 0;
423         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
424         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
425                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
426
427         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
428                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
429
430         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
431                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
432
433                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
434                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
435                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
436                         should_hash = false;
437                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
438                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
439         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
440                 if (def->unbound_nonreg_file)
441                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
442         }
443 }
444
445 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
446 {
447         struct io_kiocb *cur;
448
449         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
450                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
451
452                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
453                 io_for_each_link(cur, req)
454                         io_prep_async_work(cur);
455                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
456         } else {
457                 io_for_each_link(cur, req)
458                         io_prep_async_work(cur);
459         }
460 }
461
462 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
463 {
464         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
465         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
466
467         BUG_ON(!tctx);
468         BUG_ON(!tctx->io_wq);
469
470         /* init ->work of the whole link before punting */
471         io_prep_async_link(req);
472
473         /*
474          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
475          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
476          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
477          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
478          * worker for it).
479          */
480         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
481                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
482
483         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
484         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
485         if (link)
486                 io_queue_linked_timeout(link);
487 }
488
489 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
490 {
491         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
492                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
493                                                 struct io_defer_entry, list);
494
495                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
496                         break;
497                 list_del_init(&de->list);
498                 io_req_task_queue(de->req);
499                 kfree(de);
500         }
501 }
502
503
504 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
505 {
506         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
507         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
508
509         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
510                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
511
512         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
513          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
514          * it regardless.
515          */
516         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
517                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
518                 kfree(ev_fd);
519         }
520 }
521
522 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
523 {
524         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
525
526         rcu_read_lock();
527         /*
528          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
529          * and eventfd_signal
530          */
531         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
532
533         /*
534          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
535          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
536          * the function and rcu_read_lock.
537          */
538         if (unlikely(!ev_fd))
539                 goto out;
540         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
541                 goto out;
542         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
543                 goto out;
544
545         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
546                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
547         } else {
548                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
549                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
550                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
551                 else
552                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
553         }
554
555 out:
556         rcu_read_unlock();
557 }
558
559 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
560 {
561         bool skip;
562
563         spin_lock(&ctx->completion_lock);
564
565         /*
566          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
567          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
568          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
569          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
570          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
571          * posted to the CQ ring.
572          */
573         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
574         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
575         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
576         if (skip)
577                 return;
578
579         io_eventfd_signal(ctx);
580 }
581
582 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
583 {
584         if (ctx->poll_activated)
585                 io_poll_wq_wake(ctx);
586         if (ctx->off_timeout_used)
587                 io_flush_timeouts(ctx);
588         if (ctx->drain_active) {
589                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
590                 io_queue_deferred(ctx);
591                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
592         }
593         if (ctx->has_evfd)
594                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
595 }
596
597 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
598         __acquires(ctx->completion_lock)
599 {
600         if (!ctx->task_complete)
601                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
602 }
603
604 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
605 {
606         if (!ctx->task_complete)
607                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
608 }
609
610 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
611         __acquires(ctx->completion_lock)
612 {
613         spin_lock(&ctx->completion_lock);
614 }
615
616 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
617         __releases(ctx->completion_lock)
618 {
619         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
620 }
621
622 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
623 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
624         __releases(ctx->completion_lock)
625 {
626         io_commit_cqring(ctx);
627         __io_cq_unlock(ctx);
628         io_commit_cqring_flush(ctx);
629         io_cqring_wake(ctx);
630 }
631
632 static void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
633         __releases(ctx->completion_lock)
634 {
635         io_commit_cqring(ctx);
636
637         if (ctx->task_complete) {
638                 /*
639                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
640                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
641                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
642                  */
643                 io_commit_cqring_flush(ctx);
644         } else {
645                 __io_cq_unlock(ctx);
646                 io_commit_cqring_flush(ctx);
647                 io_cqring_wake(ctx);
648         }
649 }
650
651 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
652         __releases(ctx->completion_lock)
653 {
654         io_commit_cqring(ctx);
655         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
656         io_commit_cqring_flush(ctx);
657         io_cqring_wake(ctx);
658 }
659
660 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
661 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
662 {
663         struct io_overflow_cqe *ocqe;
664         LIST_HEAD(list);
665
666         io_cq_lock(ctx);
667         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
668         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
669         io_cq_unlock(ctx);
670
671         while (!list_empty(&list)) {
672                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
673                 list_del(&ocqe->list);
674                 kfree(ocqe);
675         }
676 }
677
678 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
679 {
680         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
681
682         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
683                 return;
684
685         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
686                 cqe_size <<= 1;
687
688         io_cq_lock(ctx);
689         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
690                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
691                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
692
693                 if (!cqe)
694                         break;
695                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
696                                         struct io_overflow_cqe, list);
697                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
698                 list_del(&ocqe->list);
699                 kfree(ocqe);
700         }
701
702         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
703                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
704                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
705         }
706         io_cq_unlock_post(ctx);
707 }
708
709 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
710 {
711         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
712         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
713                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
714         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
715         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
716                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
717 }
718
719 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
720 {
721         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
722                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
723 }
724
725 /* can be called by any task */
726 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
727 {
728         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
729
730         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
731         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
732                 wake_up(&tctx->wait);
733         put_task_struct_many(task, nr);
734 }
735
736 /* used by a task to put its own references */
737 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
738 {
739         task->io_uring->cached_refs += nr;
740 }
741
742 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
743 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
744 {
745         if (likely(task == current))
746                 io_put_task_local(task, nr);
747         else
748                 io_put_task_remote(task, nr);
749 }
750
751 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
752 {
753         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
754
755         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
756         refcount_add(refill, &current->usage);
757         tctx->cached_refs += refill;
758 }
759
760 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
761 {
762         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
763         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
764
765         if (refs) {
766                 tctx->cached_refs = 0;
767                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
768                 put_task_struct_many(task, refs);
769         }
770 }
771
772 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
773                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
774 {
775         struct io_overflow_cqe *ocqe;
776         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
777         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
778
779         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
780
781         if (is_cqe32)
782                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
783
784         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
785         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
786         if (!ocqe) {
787                 /*
788                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
789                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
790                  * on the floor.
791                  */
792                 io_account_cq_overflow(ctx);
793                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
794                 return false;
795         }
796         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
797                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
798                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
799
800         }
801         ocqe->cqe.user_data = user_data;
802         ocqe->cqe.res = res;
803         ocqe->cqe.flags = cflags;
804         if (is_cqe32) {
805                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
806                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
807         }
808         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
809         return true;
810 }
811
812 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
813 {
814         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
815                 req->extra1 = 0;
816                 req->extra2 = 0;
817         }
818         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
819                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
820                                         req->extra1, req->extra2);
821 }
822
823 /*
824  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
825  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
826  * fill the cq entry
827  */
828 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
829 {
830         struct io_rings *rings = ctx->rings;
831         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
832         unsigned int free, queued, len;
833
834         /*
835          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
836          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
837          * Force overflow the completion.
838          */
839         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
840                 return NULL;
841
842         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
843         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
844         free = ctx->cq_entries - queued;
845         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
846         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
847         if (!len)
848                 return NULL;
849
850         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
851                 off <<= 1;
852                 len <<= 1;
853         }
854
855         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
856         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
857
858         ctx->cached_cq_tail++;
859         ctx->cqe_cached++;
860         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
861                 ctx->cqe_cached++;
862         return &rings->cqes[off];
863 }
864
865 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
866                               u32 cflags)
867 {
868         struct io_uring_cqe *cqe;
869
870         ctx->cq_extra++;
871
872         /*
873          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
874          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
875          * the ring.
876          */
877         cqe = io_get_cqe(ctx);
878         if (likely(cqe)) {
879                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
880
881                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
882                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
883                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
884
885                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
886                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
887                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
888                 }
889                 return true;
890         }
891         return false;
892 }
893
894 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
895         __must_hold(&ctx->uring_lock)
896 {
897         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
898         unsigned int i;
899
900         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
901         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
902                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
903
904                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
905                         if (ctx->task_complete) {
906                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
907                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
908                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
909                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
910                         } else {
911                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
912                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
913                         }
914                 }
915         }
916         state->cqes_count = 0;
917 }
918
919 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
920                               bool allow_overflow)
921 {
922         bool filled;
923
924         io_cq_lock(ctx);
925         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
926         if (!filled && allow_overflow)
927                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
928
929         io_cq_unlock_post(ctx);
930         return filled;
931 }
932
933 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
934 {
935         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
936 }
937
938 bool io_aux_cqe(const struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags,
939                 bool allow_overflow)
940 {
941         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
942         u64 user_data = req->cqe.user_data;
943         struct io_uring_cqe *cqe;
944
945         if (!defer)
946                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
947
948         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
949
950         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes)) {
951                 __io_cq_lock(ctx);
952                 __io_flush_post_cqes(ctx);
953                 /* no need to flush - flush is deferred */
954                 __io_cq_unlock_post(ctx);
955         }
956
957         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
958          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
959          * and in that it works just as well.
960          */
961         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
962                 return false;
963
964         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
965         cqe->user_data = user_data;
966         cqe->res = res;
967         cqe->flags = cflags;
968         return true;
969 }
970
971 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
972 {
973         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
974         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
975
976         io_cq_lock(ctx);
977         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
978                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
979
980         /*
981          * If we're the last reference to this request, add to our locked
982          * free_list cache.
983          */
984         if (req_ref_put_and_test(req)) {
985                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
986                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
987                                 io_disarm_next(req);
988                         if (req->link) {
989                                 io_req_task_queue(req->link);
990                                 req->link = NULL;
991                         }
992                 }
993                 io_put_kbuf_comp(req);
994                 io_dismantle_req(req);
995                 rsrc_node = req->rsrc_node;
996                 /*
997                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
998                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
999                  * deadlocks.
1000                  */
1001                 io_put_task_remote(req->task, 1);
1002                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1003                 ctx->locked_free_nr++;
1004         }
1005         io_cq_unlock_post(ctx);
1006
1007         if (rsrc_node) {
1008                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1009                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1010                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1011         }
1012 }
1013
1014 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1015 {
1016         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1017                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1018                 io_req_task_work_add(req);
1019         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1020                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1021                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1022         } else {
1023                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1024
1025                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1026                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1027                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1028         }
1029 }
1030
1031 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1032         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1033 {
1034         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1035
1036         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1037
1038         req_set_fail(req);
1039         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1040         if (def->fail)
1041                 def->fail(req);
1042         io_req_complete_defer(req);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1047  * advance and keep them valid across allocations.
1048  */
1049 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1050 {
1051         req->ctx = ctx;
1052         req->link = NULL;
1053         req->async_data = NULL;
1054         /* not necessary, but safer to zero */
1055         req->cqe.res = 0;
1056 }
1057
1058 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1059                                         struct io_submit_state *state)
1060 {
1061         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1062         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1063         ctx->locked_free_nr = 0;
1064         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1069  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1070  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1071  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1072  */
1073 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1074         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1075 {
1076         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1077         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1078         int ret, i;
1079
1080         /*
1081          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1082          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1083          * side cache.
1084          */
1085         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1086                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1087                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1088                         return true;
1089         }
1090
1091         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1092
1093         /*
1094          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1095          * retry single alloc to be on the safe side.
1096          */
1097         if (unlikely(ret <= 0)) {
1098                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1099                 if (!reqs[0])
1100                         return false;
1101                 ret = 1;
1102         }
1103
1104         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1105         for (i = 0; i < ret; i++) {
1106                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1107
1108                 io_preinit_req(req, ctx);
1109                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1110         }
1111         return true;
1112 }
1113
1114 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1115 {
1116         unsigned int flags = req->flags;
1117
1118         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1119                 io_clean_op(req);
1120         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1121                 io_put_file(req->file);
1122 }
1123
1124 static __cold void io_free_req_tw(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1125 {
1126         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1127
1128         if (req->rsrc_node) {
1129                 io_tw_lock(ctx, ts);
1130                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1131         }
1132         io_dismantle_req(req);
1133         io_put_task_remote(req->task, 1);
1134
1135         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1136         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1137         ctx->locked_free_nr++;
1138         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1139 }
1140
1141 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1142 {
1143         req->io_task_work.func = io_free_req_tw;
1144         io_req_task_work_add(req);
1145 }
1146
1147 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1148 {
1149         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1150
1151         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1152         io_disarm_next(req);
1153         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1154 }
1155
1156 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1157 {
1158         struct io_kiocb *nxt;
1159
1160         /*
1161          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1162          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1163          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1164          * of the chain.
1165          */
1166         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1167                 __io_req_find_next_prep(req);
1168         nxt = req->link;
1169         req->link = NULL;
1170         return nxt;
1171 }
1172
1173 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1174 {
1175         if (!ctx)
1176                 return;
1177         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1178                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1179         if (ts->locked) {
1180                 io_submit_flush_completions(ctx);
1181                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1182                 ts->locked = false;
1183         }
1184         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1185 }
1186
1187 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1188                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1189                                    struct io_tw_state *ts,
1190                                    struct llist_node *last)
1191 {
1192         unsigned int count = 0;
1193
1194         while (node && node != last) {
1195                 struct llist_node *next = node->next;
1196                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1197                                                     io_task_work.node);
1198
1199                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1200
1201                 if (req->ctx != *ctx) {
1202                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1203                         *ctx = req->ctx;
1204                         /* if not contended, grab and improve batching */
1205                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1206                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1207                 }
1208                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1209                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1210                                 req, ts);
1211                 node = next;
1212                 count++;
1213                 if (unlikely(need_resched())) {
1214                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1215                         *ctx = NULL;
1216                         cond_resched();
1217                 }
1218         }
1219
1220         return count;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1225  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1226  * @new:        new entry as the head of the list
1227  *
1228  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1229  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1230  */
1231 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1232                                                struct llist_node *new)
1233 {
1234         return xchg(&head->first, new);
1235 }
1236
1237 /**
1238  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1239  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1240  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1241  * @new:        new entry as the head of the list
1242  *
1243  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1244  */
1245
1246 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1247                                                   struct llist_node *old,
1248                                                   struct llist_node *new)
1249 {
1250         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1251 }
1252
1253 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1254 {
1255         struct io_tw_state ts = {};
1256         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1257         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1258                                                   task_work);
1259         struct llist_node fake = {};
1260         struct llist_node *node;
1261         unsigned int loops = 0;
1262         unsigned int count = 0;
1263
1264         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1265                 io_fallback_tw(tctx);
1266                 return;
1267         }
1268
1269         do {
1270                 loops++;
1271                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1272                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1273
1274                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1275                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1276                         continue;
1277                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1278                         io_submit_flush_completions(ctx);
1279                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1280                                 continue;
1281                 }
1282                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1283         } while (node != &fake);
1284
1285         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1286
1287         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1288         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1289                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1290
1291         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1292 }
1293
1294 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1295 {
1296         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1297         struct io_kiocb *req;
1298
1299         while (node) {
1300                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1301                 node = node->next;
1302                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1303                               &req->ctx->fallback_llist))
1304                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1305         }
1306 }
1307
1308 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1309 {
1310         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1311         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1312         struct llist_node *first;
1313
1314         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1315                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1316
1317         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1318         do {
1319                 nr_tw_prev = 0;
1320                 if (first) {
1321                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1322                                                         struct io_kiocb,
1323                                                         io_task_work.node);
1324                         /*
1325                          * Might be executed at any moment, rely on
1326                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1327                          */
1328                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1329                 }
1330                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1331                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1332                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1333                         nr_tw = -1U;
1334
1335                 req->nr_tw = nr_tw;
1336                 req->io_task_work.node.next = first;
1337         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1338                               &req->io_task_work.node));
1339
1340         if (!first) {
1341                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1342                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1343                 if (ctx->has_evfd)
1344                         io_eventfd_signal(ctx);
1345         }
1346
1347         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1348         /* no one is waiting */
1349         if (!nr_wait)
1350                 return;
1351         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1352         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1353                 return;
1354         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1355         smp_mb__after_atomic();
1356         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1357 }
1358
1359 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1360 {
1361         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1362         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1363
1364         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1365             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1366                 rcu_read_lock();
1367                 io_req_local_work_add(req, flags);
1368                 rcu_read_unlock();
1369                 return;
1370         }
1371
1372         /* task_work already pending, we're done */
1373         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1374                 return;
1375
1376         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1377                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1378
1379         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1380                 return;
1381
1382         io_fallback_tw(tctx);
1383 }
1384
1385 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1386 {
1387         struct llist_node *node;
1388
1389         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1390         while (node) {
1391                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1392                                                     io_task_work.node);
1393
1394                 node = node->next;
1395                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1396         }
1397 }
1398
1399 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1400 {
1401         struct llist_node *node;
1402         unsigned int loops = 0;
1403         int ret = 0;
1404
1405         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1406                 return -EEXIST;
1407         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1408                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1409 again:
1410         /*
1411          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1412          * running the pending items.
1413          */
1414         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1415         while (node) {
1416                 struct llist_node *next = node->next;
1417                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1418                                                     io_task_work.node);
1419                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1420                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1421                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1422                                 req, ts);
1423                 ret++;
1424                 node = next;
1425         }
1426         loops++;
1427
1428         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1429                 goto again;
1430         if (ts->locked) {
1431                 io_submit_flush_completions(ctx);
1432                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1433                         goto again;
1434         }
1435         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1436         return ret;
1437 }
1438
1439 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1440 {
1441         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1442         int ret;
1443
1444         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1445                 return 0;
1446
1447         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1448         /* shouldn't happen! */
1449         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1450                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1455 {
1456         struct io_tw_state ts = {};
1457         int ret;
1458
1459         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1460         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1461         if (ts.locked)
1462                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1463
1464         return ret;
1465 }
1466
1467 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1468 {
1469         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1470         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1471 }
1472
1473 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1474 {
1475         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1476         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1477         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1478                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1479         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1480                 io_queue_iowq(req, ts);
1481         else
1482                 io_queue_sqe(req);
1483 }
1484
1485 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1486 {
1487         io_req_set_res(req, ret, 0);
1488         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1489         io_req_task_work_add(req);
1490 }
1491
1492 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1493 {
1494         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1495         io_req_task_work_add(req);
1496 }
1497
1498 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1499 {
1500         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1501
1502         if (nxt)
1503                 io_req_task_queue(nxt);
1504 }
1505
1506 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1507         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1508 {
1509         struct task_struct *task = NULL;
1510         int task_refs = 0;
1511
1512         do {
1513                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1514                                                     comp_list);
1515
1516                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1517                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1518                                 node = req->comp_list.next;
1519                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1520                                         continue;
1521                         }
1522                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1523                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1524
1525                                 if (apoll->double_poll)
1526                                         kfree(apoll->double_poll);
1527                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1528                                         kfree(apoll);
1529                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1530                         }
1531                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1532                                 io_queue_next(req);
1533                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1534                                 io_clean_op(req);
1535                 }
1536                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1537                         io_put_file(req->file);
1538
1539                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1540
1541                 if (req->task != task) {
1542                         if (task)
1543                                 io_put_task(task, task_refs);
1544                         task = req->task;
1545                         task_refs = 0;
1546                 }
1547                 task_refs++;
1548                 node = req->comp_list.next;
1549                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1550         } while (node);
1551
1552         if (task)
1553                 io_put_task(task, task_refs);
1554 }
1555
1556 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1557         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1558 {
1559         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1560         struct io_wq_work_node *node;
1561
1562         __io_cq_lock(ctx);
1563         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1564         if (state->cqes_count)
1565                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1566         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1567                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1568                                             comp_list);
1569
1570                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1571                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1572                         if (ctx->task_complete) {
1573                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1574                                 io_req_cqe_overflow(req);
1575                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1576                         } else {
1577                                 io_req_cqe_overflow(req);
1578                         }
1579                 }
1580         }
1581         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1582
1583         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1584                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1585                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1586         }
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1591  * was the last reference to this request.
1592  */
1593 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1594 {
1595         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1596
1597         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1598                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1599                         nxt = io_req_find_next(req);
1600                 io_free_req(req);
1601         }
1602         return nxt;
1603 }
1604
1605 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1606 {
1607         /* See comment at the top of this file */
1608         smp_rmb();
1609         return __io_cqring_events(ctx);
1610 }
1611
1612 /*
1613  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1614  * find and complete them.
1615  */
1616 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1617 {
1618         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1619                 return;
1620
1621         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1622         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1623                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1624                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1625                         break;
1626                 /*
1627                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1628                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1629                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1630                  */
1631                 if (need_resched()) {
1632                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1633                         cond_resched();
1634                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1635                 }
1636         }
1637         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1638 }
1639
1640 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1641 {
1642         unsigned int nr_events = 0;
1643         int ret = 0;
1644         unsigned long check_cq;
1645
1646         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1647                 return -EEXIST;
1648
1649         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1650         if (unlikely(check_cq)) {
1651                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1652                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1653                 /*
1654                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1655                  * dropped CQE.
1656                  */
1657                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1658                         return -EBADR;
1659         }
1660         /*
1661          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1662          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1663          * already triggered a CQE (eg in error).
1664          */
1665         if (io_cqring_events(ctx))
1666                 return 0;
1667
1668         do {
1669                 /*
1670                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1671                  * application entering polling for a command before it gets
1672                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1673                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1674                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1675                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1676                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1677                  * very same mutex.
1678                  */
1679                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1680                     io_task_work_pending(ctx)) {
1681                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1682
1683                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1684
1685                         if (task_work_pending(current) ||
1686                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1687                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1688                                 io_run_task_work();
1689                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1690                         }
1691                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1692                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1693                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1694                                 break;
1695                 }
1696                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1697                 if (ret < 0)
1698                         break;
1699                 nr_events += ret;
1700                 ret = 0;
1701         } while (nr_events < min && !need_resched());
1702
1703         return ret;
1704 }
1705
1706 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1707 {
1708         if (ts->locked)
1709                 io_req_complete_defer(req);
1710         else
1711                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1716  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1717  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1718  * accessing the kiocb cookie.
1719  */
1720 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1721 {
1722         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1723         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1724
1725         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1726         if (unlikely(needs_lock))
1727                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1728
1729         /*
1730          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1731          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1732          * different devices.
1733          */
1734         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1735                 ctx->poll_multi_queue = false;
1736         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1737                 struct io_kiocb *list_req;
1738
1739                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1740                                         comp_list);
1741                 if (list_req->file != req->file)
1742                         ctx->poll_multi_queue = true;
1743         }
1744
1745         /*
1746          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1747          * it to the front so we find it first.
1748          */
1749         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1750                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1751         else
1752                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1753
1754         if (unlikely(needs_lock)) {
1755                 /*
1756                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1757                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1758                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1759                  * whether should wake up sq thread.
1760                  */
1761                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1762                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1763                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1764
1765                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1766         }
1767 }
1768
1769 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1770 {
1771         unsigned int res = 0;
1772
1773         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1774                 res |= REQ_F_ISREG;
1775         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1776                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1777         return res;
1778 }
1779
1780 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1781 {
1782         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1783         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1784         if (req->async_data) {
1785                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1786                 return false;
1787         }
1788         return true;
1789 }
1790
1791 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1792 {
1793         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1794         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1795
1796         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1797         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1798                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1799         if (!cdef->prep_async)
1800                 return 0;
1801         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1802                 return -EFAULT;
1803         if (!def->manual_alloc) {
1804                 if (io_alloc_async_data(req))
1805                         return -EAGAIN;
1806         }
1807         return cdef->prep_async(req);
1808 }
1809
1810 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1811 {
1812         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1813         struct io_kiocb *cur;
1814
1815         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1816         io_for_each_link(cur, req)
1817                 seq--;
1818         return seq;
1819 }
1820
1821 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1822         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1823 {
1824         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1825         struct io_defer_entry *de;
1826         int ret;
1827         u32 seq = io_get_sequence(req);
1828
1829         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1830         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1831         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1832                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1833 queue:
1834                 ctx->drain_active = false;
1835                 io_req_task_queue(req);
1836                 return;
1837         }
1838         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1839
1840         io_prep_async_link(req);
1841         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1842         if (!de) {
1843                 ret = -ENOMEM;
1844                 io_req_defer_failed(req, ret);
1845                 return;
1846         }
1847
1848         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1849         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1850                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1851                 kfree(de);
1852                 goto queue;
1853         }
1854
1855         trace_io_uring_defer(req);
1856         de->req = req;
1857         de->seq = seq;
1858         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1859         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1860 }
1861
1862 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1863 {
1864         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1865                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1866                 io_put_kbuf_comp(req);
1867                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1868         }
1869
1870         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1871                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1872
1873                 if (def->cleanup)
1874                         def->cleanup(req);
1875         }
1876         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1877                 kfree(req->apoll->double_poll);
1878                 kfree(req->apoll);
1879                 req->apoll = NULL;
1880         }
1881         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1882                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1883
1884                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1885         }
1886         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1887                 put_cred(req->creds);
1888         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1889                 kfree(req->async_data);
1890                 req->async_data = NULL;
1891         }
1892         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1893 }
1894
1895 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1896                            unsigned int issue_flags)
1897 {
1898         if (req->file || !def->needs_file)
1899                 return true;
1900
1901         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1902                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1903         else
1904                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1905
1906         return !!req->file;
1907 }
1908
1909 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1910 {
1911         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1912         const struct cred *creds = NULL;
1913         int ret;
1914
1915         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1916                 return -EBADF;
1917
1918         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1919                 creds = override_creds(req->creds);
1920
1921         if (!def->audit_skip)
1922                 audit_uring_entry(req->opcode);
1923
1924         ret = def->issue(req, issue_flags);
1925
1926         if (!def->audit_skip)
1927                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1928
1929         if (creds)
1930                 revert_creds(creds);
1931
1932         if (ret == IOU_OK) {
1933                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1934                         io_req_complete_defer(req);
1935                 else
1936                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1937         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1938                 return ret;
1939
1940         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1941         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1942                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1943
1944         return 0;
1945 }
1946
1947 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1948 {
1949         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1950         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1951                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1952 }
1953
1954 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1955 {
1956         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1957
1958         req = io_put_req_find_next(req);
1959         return req ? &req->work : NULL;
1960 }
1961
1962 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1963 {
1964         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1965         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1966         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1967         bool needs_poll = false;
1968         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1969
1970         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1971         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1972                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1973         else
1974                 req_ref_get(req);
1975
1976         io_arm_ltimeout(req);
1977
1978         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1979         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1980 fail:
1981                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1982                 return;
1983         }
1984         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1985                 err = -EBADF;
1986                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1987                 goto fail;
1988         }
1989
1990         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1991                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1992
1993                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1994                         needs_poll = true;
1995                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1996                 }
1997         }
1998
1999         do {
2000                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2001                 if (ret != -EAGAIN)
2002                         break;
2003                 /*
2004                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2005                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2006                  * wait for request slots on the block side.
2007                  */
2008                 if (!needs_poll) {
2009                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2010                                 break;
2011                         cond_resched();
2012                         continue;
2013                 }
2014
2015                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2016                         return;
2017                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2018                 needs_poll = false;
2019                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2020         } while (1);
2021
2022         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2023         if (ret < 0)
2024                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2025 }
2026
2027 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2028                                       unsigned int issue_flags)
2029 {
2030         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2031         struct file *file = NULL;
2032         unsigned long file_ptr;
2033
2034         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2035
2036         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2037                 goto out;
2038         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2039         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2040         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2041         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2042         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2043         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2044         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2045 out:
2046         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2047         return file;
2048 }
2049
2050 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2051 {
2052         struct file *file = fget(fd);
2053
2054         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2055
2056         /* we don't allow fixed io_uring files */
2057         if (file && io_is_uring_fops(file))
2058                 io_req_track_inflight(req);
2059         return file;
2060 }
2061
2062 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2063         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2064 {
2065         struct io_kiocb *linked_timeout;
2066
2067         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2068                 io_req_defer_failed(req, ret);
2069                 return;
2070         }
2071
2072         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2073
2074         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2075         case IO_APOLL_READY:
2076                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2077                 io_req_task_queue(req);
2078                 break;
2079         case IO_APOLL_ABORTED:
2080                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2081                 io_queue_iowq(req, NULL);
2082                 break;
2083         case IO_APOLL_OK:
2084                 break;
2085         }
2086
2087         if (linked_timeout)
2088                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2089 }
2090
2091 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2092         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2093 {
2094         int ret;
2095
2096         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2097
2098         /*
2099          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2100          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2101          */
2102         if (likely(!ret))
2103                 io_arm_ltimeout(req);
2104         else
2105                 io_queue_async(req, ret);
2106 }
2107
2108 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2109         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2110 {
2111         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2112                 /*
2113                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2114                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2115                  */
2116                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2117                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2118                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2119         } else {
2120                 int ret = io_req_prep_async(req);
2121
2122                 if (unlikely(ret)) {
2123                         io_req_defer_failed(req, ret);
2124                         return;
2125                 }
2126
2127                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2128                         io_drain_req(req);
2129                 else
2130                         io_queue_iowq(req, NULL);
2131         }
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2136  *
2137  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2138  */
2139 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2140                                         struct io_kiocb *req,
2141                                         unsigned int sqe_flags)
2142 {
2143         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2144                 return false;
2145
2146         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2147             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2148                 return false;
2149
2150         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2151                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2152                 return false;
2153
2154         return true;
2155 }
2156
2157 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2158 {
2159         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2160         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2161
2162         ctx->drain_active = true;
2163         if (head) {
2164                 /*
2165                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2166                  * the head request and the next request/link after the current
2167                  * link. Considering sequential execution of links,
2168                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2169                  * link.
2170                  */
2171                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2172                 ctx->drain_next = true;
2173         }
2174 }
2175
2176 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2177                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2178         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2179 {
2180         const struct io_issue_def *def;
2181         unsigned int sqe_flags;
2182         int personality;
2183         u8 opcode;
2184
2185         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2186         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2187         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2188         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2189         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2190         req->file = NULL;
2191         req->rsrc_node = NULL;
2192         req->task = current;
2193
2194         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2195                 req->opcode = 0;
2196                 return -EINVAL;
2197         }
2198         def = &io_issue_defs[opcode];
2199         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2200                 /* enforce forwards compatibility on users */
2201                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2202                         return -EINVAL;
2203                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2204                         if (!def->buffer_select)
2205                                 return -EOPNOTSUPP;
2206                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2207                 }
2208                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2209                         ctx->drain_disabled = true;
2210                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2211                         if (ctx->drain_disabled)
2212                                 return -EOPNOTSUPP;
2213                         io_init_req_drain(req);
2214                 }
2215         }
2216         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2217                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2218                         return -EACCES;
2219                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2220                 if (ctx->drain_active)
2221                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2222                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2223                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2224                         ctx->drain_next = false;
2225                         ctx->drain_active = true;
2226                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2227                 }
2228         }
2229
2230         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2231                 return -EINVAL;
2232         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2233                 return -EINVAL;
2234
2235         if (def->needs_file) {
2236                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2237
2238                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2239
2240                 /*
2241                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2242                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2243                  */
2244                 if (state->need_plug && def->plug) {
2245                         state->plug_started = true;
2246                         state->need_plug = false;
2247                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2248                 }
2249         }
2250
2251         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2252         if (personality) {
2253                 int ret;
2254
2255                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2256                 if (!req->creds)
2257                         return -EINVAL;
2258                 get_cred(req->creds);
2259                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2260                 if (ret) {
2261                         put_cred(req->creds);
2262                         return ret;
2263                 }
2264                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2265         }
2266
2267         return def->prep(req, sqe);
2268 }
2269
2270 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2271                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2272 {
2273         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2274         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2275         struct io_kiocb *head = link->head;
2276
2277         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2278
2279         /*
2280          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2281          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2282          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2283          * should find the flag and handle the rest.
2284          */
2285         req_fail_link_node(req, ret);
2286         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2287                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2288
2289         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2290                 if (head) {
2291                         link->last->link = req;
2292                         link->head = NULL;
2293                         req = head;
2294                 }
2295                 io_queue_sqe_fallback(req);
2296                 return ret;
2297         }
2298
2299         if (head)
2300                 link->last->link = req;
2301         else
2302                 link->head = req;
2303         link->last = req;
2304         return 0;
2305 }
2306
2307 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2308                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2309         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2310 {
2311         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2312         int ret;
2313
2314         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2315         if (unlikely(ret))
2316                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2317
2318         trace_io_uring_submit_req(req);
2319
2320         /*
2321          * If we already have a head request, queue this one for async
2322          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2323          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2324          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2325          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2326          */
2327         if (unlikely(link->head)) {
2328                 ret = io_req_prep_async(req);
2329                 if (unlikely(ret))
2330                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2331
2332                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2333                 link->last->link = req;
2334                 link->last = req;
2335
2336                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2337                         return 0;
2338                 /* last request of the link, flush it */
2339                 req = link->head;
2340                 link->head = NULL;
2341                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2342                         goto fallback;
2343
2344         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2345                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2346                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2347                         link->head = req;
2348                         link->last = req;
2349                 } else {
2350 fallback:
2351                         io_queue_sqe_fallback(req);
2352                 }
2353                 return 0;
2354         }
2355
2356         io_queue_sqe(req);
2357         return 0;
2358 }
2359
2360 /*
2361  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2362  */
2363 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2364 {
2365         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2366
2367         if (unlikely(state->link.head))
2368                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2369         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2370         io_submit_flush_completions(ctx);
2371         if (state->plug_started)
2372                 blk_finish_plug(&state->plug);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Start submission side cache.
2377  */
2378 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2379                                   unsigned int max_ios)
2380 {
2381         state->plug_started = false;
2382         state->need_plug = max_ios > 2;
2383         state->submit_nr = max_ios;
2384         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2385         state->link.head = NULL;
2386 }
2387
2388 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2389 {
2390         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2391
2392         /*
2393          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2394          * since once we write the new head, the application could
2395          * write new data to them.
2396          */
2397         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2398 }
2399
2400 /*
2401  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2402  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2403  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2404  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2405  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2406  * prevent a re-load down the line.
2407  */
2408 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2409 {
2410         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2411         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2412
2413         /*
2414          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2415          *
2416          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2417          *    head updates.
2418          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2419          *    though the application is the one updating it.
2420          */
2421         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2422         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2423                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2424                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2425                         head <<= 1;
2426                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2427                 return true;
2428         }
2429
2430         /* drop invalid entries */
2431         ctx->cq_extra--;
2432         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2433                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2434         return false;
2435 }
2436
2437 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2438         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2439 {
2440         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2441         unsigned int left;
2442         int ret;
2443
2444         if (unlikely(!entries))
2445                 return 0;
2446         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2447         ret = left = min(nr, entries);
2448         io_get_task_refs(left);
2449         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2450
2451         do {
2452                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2453                 struct io_kiocb *req;
2454
2455                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2456                         break;
2457                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2458                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2459                         break;
2460                 }
2461
2462                 /*
2463                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2464                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2465                  */
2466                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2467                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2468                         left--;
2469                         break;
2470                 }
2471         } while (--left);
2472
2473         if (unlikely(left)) {
2474                 ret -= left;
2475                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2476                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2477                         ret = -EAGAIN;
2478                 current->io_uring->cached_refs += left;
2479         }
2480
2481         io_submit_state_end(ctx);
2482          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2483         io_commit_sqring(ctx);
2484         return ret;
2485 }
2486
2487 struct io_wait_queue {
2488         struct wait_queue_entry wq;
2489         struct io_ring_ctx *ctx;
2490         unsigned cq_tail;
2491         unsigned nr_timeouts;
2492         ktime_t timeout;
2493 };
2494
2495 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2496 {
2497         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2498                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2499 }
2500
2501 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2502 {
2503         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2504         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2505
2506         /*
2507          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2508          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2509          * regardless of event count.
2510          */
2511         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2512 }
2513
2514 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2515                             int wake_flags, void *key)
2516 {
2517         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2518
2519         /*
2520          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2521          * the task, and the next invocation will do it.
2522          */
2523         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2524                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2525         return -1;
2526 }
2527
2528 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2529 {
2530         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2531                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2532                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2533                         return 1;
2534         }
2535         if (io_run_task_work() > 0)
2536                 return 1;
2537         if (task_sigpending(current))
2538                 return -EINTR;
2539         return 0;
2540 }
2541
2542 /* when returns >0, the caller should retry */
2543 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2544                                           struct io_wait_queue *iowq)
2545 {
2546         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2547                 return 1;
2548         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2549                 return 1;
2550         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2551                 return 1;
2552         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2553                 return -EINTR;
2554         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2555                 return 0;
2556         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2557                 schedule();
2558         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2559                 return -ETIME;
2560         return 0;
2561 }
2562
2563 /*
2564  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2565  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2566  */
2567 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2568                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2569                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2570 {
2571         struct io_wait_queue iowq;
2572         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2573         int ret;
2574
2575         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2576                 return -EEXIST;
2577         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2578                 io_run_local_work(ctx);
2579         io_run_task_work();
2580         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2581         /* if user messes with these they will just get an early return */
2582         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2583                 return 0;
2584
2585         if (sig) {
2586 #ifdef CONFIG_COMPAT
2587                 if (in_compat_syscall())
2588                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2589                                                       sigsz);
2590                 else
2591 #endif
2592                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2593
2594                 if (ret)
2595                         return ret;
2596         }
2597
2598         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2599         iowq.wq.private = current;
2600         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2601         iowq.ctx = ctx;
2602         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2603         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2604         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2605
2606         if (uts) {
2607                 struct timespec64 ts;
2608
2609                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2610                         return -EFAULT;
2611                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2612         }
2613
2614         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2615         do {
2616                 unsigned long check_cq;
2617
2618                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2619                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2620
2621                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2622                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2623                 } else {
2624                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2625                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2626                 }
2627
2628                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2629                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2630                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2631
2632                 if (ret < 0)
2633                         break;
2634                 /*
2635                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2636                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2637                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2638                  */
2639                 io_run_task_work();
2640                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2641                         io_run_local_work(ctx);
2642
2643                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2644                 if (unlikely(check_cq)) {
2645                         /* let the caller flush overflows, retry */
2646                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2647                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2648                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2649                                 ret = -EBADR;
2650                                 break;
2651                         }
2652                 }
2653
2654                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2655                         ret = 0;
2656                         break;
2657                 }
2658                 cond_resched();
2659         } while (1);
2660
2661         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2662                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2663         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2664
2665         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2666 }
2667
2668 static void io_mem_free(void *ptr)
2669 {
2670         struct page *page;
2671
2672         if (!ptr)
2673                 return;
2674
2675         page = virt_to_head_page(ptr);
2676         if (put_page_testzero(page))
2677                 free_compound_page(page);
2678 }
2679
2680 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2681 {
2682         struct page **page_array;
2683         int i;
2684
2685         if (!pages)
2686                 return;
2687         page_array = *pages;
2688         for (i = 0; i < npages; i++)
2689                 unpin_user_page(page_array[i]);
2690         kvfree(page_array);
2691         *pages = NULL;
2692 }
2693
2694 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2695                             unsigned long uaddr, size_t size)
2696 {
2697         struct page **page_array;
2698         unsigned int nr_pages;
2699         int ret;
2700
2701         *npages = 0;
2702
2703         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2704                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2705
2706         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2707         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2708                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2709         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2710         if (!page_array)
2711                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2712
2713         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2714                                         page_array);
2715         if (ret != nr_pages) {
2716 err:
2717                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2718                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2719         }
2720         /*
2721          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2722          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2723          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2724          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2725          * (currently) having low memory fragmentation.
2726          */
2727         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2728                 goto err;
2729         *pages = page_array;
2730         *npages = nr_pages;
2731         return page_to_virt(page_array[0]);
2732 }
2733
2734 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2735                           size_t size)
2736 {
2737         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2738                                 size);
2739 }
2740
2741 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2742                          size_t size)
2743 {
2744         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2745                                 size);
2746 }
2747
2748 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2749 {
2750         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2751                 io_mem_free(ctx->rings);
2752                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2753                 ctx->rings = NULL;
2754                 ctx->sq_sqes = NULL;
2755         } else {
2756                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2757                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2758         }
2759 }
2760
2761 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2762 {
2763         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2764         void *ret;
2765
2766         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2767         if (ret)
2768                 return ret;
2769         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2770 }
2771
2772 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2773                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2774 {
2775         struct io_rings *rings;
2776         size_t off, sq_array_size;
2777
2778         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2779         if (off == SIZE_MAX)
2780                 return SIZE_MAX;
2781         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2782                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2783                         return SIZE_MAX;
2784         }
2785
2786 #ifdef CONFIG_SMP
2787         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2788         if (off == 0)
2789                 return SIZE_MAX;
2790 #endif
2791
2792         if (sq_offset)
2793                 *sq_offset = off;
2794
2795         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2796         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2797                 return SIZE_MAX;
2798
2799         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2800                 return SIZE_MAX;
2801
2802         return off;
2803 }
2804
2805 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2806                                unsigned int eventfd_async)
2807 {
2808         struct io_ev_fd *ev_fd;
2809         __s32 __user *fds = arg;
2810         int fd;
2811
2812         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2813                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2814         if (ev_fd)
2815                 return -EBUSY;
2816
2817         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2818                 return -EFAULT;
2819
2820         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2821         if (!ev_fd)
2822                 return -ENOMEM;
2823
2824         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2825         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2826                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2827                 kfree(ev_fd);
2828                 return ret;
2829         }
2830
2831         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2832         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2833         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2834
2835         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2836         ctx->has_evfd = true;
2837         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2838         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2839         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2840         return 0;
2841 }
2842
2843 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2844 {
2845         struct io_ev_fd *ev_fd;
2846
2847         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2848                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2849         if (ev_fd) {
2850                 ctx->has_evfd = false;
2851                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2852                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2853                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2854                 return 0;
2855         }
2856
2857         return -ENXIO;
2858 }
2859
2860 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2861 {
2862         struct io_kiocb *req;
2863         int nr = 0;
2864
2865         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2866         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2867
2868         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2869                 req = io_extract_req(ctx);
2870                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2871                 nr++;
2872         }
2873         if (nr)
2874                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2875         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2876 }
2877
2878 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2879 {
2880         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2881 }
2882
2883 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2884 {
2885         io_sq_thread_finish(ctx);
2886         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2887         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2888                 return;
2889
2890         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2891         if (ctx->buf_data)
2892                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2893         if (ctx->file_data)
2894                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2895         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2896         io_eventfd_unregister(ctx);
2897         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2898         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2899         io_destroy_buffers(ctx);
2900         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2901         if (ctx->sq_creds)
2902                 put_cred(ctx->sq_creds);
2903         if (ctx->submitter_task)
2904                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2905
2906         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2907         if (ctx->rsrc_node)
2908                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2909
2910         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2911
2912 #if defined(CONFIG_UNIX)
2913         if (ctx->ring_sock) {
2914                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2915                 sock_release(ctx->ring_sock);
2916         }
2917 #endif
2918         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2919
2920         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2921         if (ctx->mm_account) {
2922                 mmdrop(ctx->mm_account);
2923                 ctx->mm_account = NULL;
2924         }
2925         io_rings_free(ctx);
2926
2927         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2928         free_uid(ctx->user);
2929         io_req_caches_free(ctx);
2930         if (ctx->hash_map)
2931                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2932         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2933         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2934         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2935         kfree(ctx->io_bl);
2936         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2937         kfree(ctx);
2938 }
2939
2940 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2941 {
2942         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2943                                                poll_wq_task_work);
2944
2945         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2946         ctx->poll_activated = true;
2947         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2948
2949         /*
2950          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2951          * might've been lost due to loose synchronisation.
2952          */
2953         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2954         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2955 }
2956
2957 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2958 {
2959         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2960         /* already activated or in progress */
2961         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2962                 goto out;
2963         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2964                 goto out;
2965         if (!ctx->submitter_task)
2966                 goto out;
2967         /*
2968          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2969          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2970          */
2971         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2972         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2973         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2974                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2975 out:
2976         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2977 }
2978
2979 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2980 {
2981         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2982         __poll_t mask = 0;
2983
2984         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2985                 io_activate_pollwq(ctx);
2986
2987         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2988         /*
2989          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2990          * io_commit_cqring
2991          */
2992         smp_rmb();
2993         if (!io_sqring_full(ctx))
2994                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2995
2996         /*
2997          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2998          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2999          *      CPU0                    CPU1
3000          *      ----                    ----
3001          * lock(&ctx->uring_lock);
3002          *                              lock(&ep->mtx);
3003          *                              lock(&ctx->uring_lock);
3004          * lock(&ep->mtx);
3005          *
3006          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
3007          * pushes them to do the flush.
3008          */
3009
3010         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
3011                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
3012
3013         return mask;
3014 }
3015
3016 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
3017 {
3018         const struct cred *creds;
3019
3020         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
3021         if (creds) {
3022                 put_cred(creds);
3023                 return 0;
3024         }
3025
3026         return -EINVAL;
3027 }
3028
3029 struct io_tctx_exit {
3030         struct callback_head            task_work;
3031         struct completion               completion;
3032         struct io_ring_ctx              *ctx;
3033 };
3034
3035 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
3036 {
3037         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3038         struct io_tctx_exit *work;
3039
3040         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3041         /*
3042          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3043          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3044          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3045          * work cancelation off the exec path.
3046          */
3047         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3048                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3049         complete(&work->completion);
3050 }
3051
3052 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3053 {
3054         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3055
3056         return req->ctx == data;
3057 }
3058
3059 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3060 {
3061         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3062         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3063         unsigned long interval = HZ / 20;
3064         struct io_tctx_exit exit;
3065         struct io_tctx_node *node;
3066         int ret;
3067
3068         /*
3069          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3070          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3071          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3072          * as nobody else will be looking for them.
3073          */
3074         do {
3075                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3076                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3077                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3078                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3079                 }
3080
3081                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3082                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3083
3084                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3085                         cond_resched();
3086
3087                 if (ctx->sq_data) {
3088                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3089                         struct task_struct *tsk;
3090
3091                         io_sq_thread_park(sqd);
3092                         tsk = sqd->thread;
3093                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3094                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3095                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3096                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3097                 }
3098
3099                 io_req_caches_free(ctx);
3100
3101                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3102                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3103                         interval = HZ * 60;
3104                 }
3105                 /*
3106                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3107                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3108                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3109                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3110                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3111                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3112                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3113                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3114                  * on stuck tasks if that is enabled.
3115                  */
3116         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3117
3118         init_completion(&exit.completion);
3119         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3120         exit.ctx = ctx;
3121         /*
3122          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3123          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3124          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3125          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3126          */
3127         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3128         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3129                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3130
3131                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3132                                         ctx_node);
3133                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3134                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3135                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3136                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3137                         continue;
3138
3139                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3140                 /*
3141                  * See comment above for
3142                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3143                  * wait is marked as interruptible.
3144                  */
3145                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3146                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3147         }
3148         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3149         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3150         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3151
3152         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3153         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3154                 synchronize_rcu();
3155
3156         io_ring_ctx_free(ctx);
3157 }
3158
3159 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3160 {
3161         unsigned long index;
3162         struct creds *creds;
3163
3164         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3165         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3166         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3167                 io_unregister_personality(ctx, index);
3168         if (ctx->rings)
3169                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3170         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3171
3172         /*
3173          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3174          * and therefore did not submit any requests
3175          */
3176         if (ctx->rings)
3177                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3178
3179         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3180         /*
3181          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3182          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3183          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3184          * over using system_wq.
3185          */
3186         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3187 }
3188
3189 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3190 {
3191         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3192
3193         file->private_data = NULL;
3194         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3195         return 0;
3196 }
3197
3198 struct io_task_cancel {
3199         struct task_struct *task;
3200         bool all;
3201 };
3202
3203 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3204 {
3205         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3206         struct io_task_cancel *cancel = data;
3207
3208         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3209 }
3210
3211 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3212                                          struct task_struct *task,
3213                                          bool cancel_all)
3214 {
3215         struct io_defer_entry *de;
3216         LIST_HEAD(list);
3217
3218         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3219         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3220                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3221                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3222                         break;
3223                 }
3224         }
3225         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3226         if (list_empty(&list))
3227                 return false;
3228
3229         while (!list_empty(&list)) {
3230                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3231                 list_del_init(&de->list);
3232                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3233                 kfree(de);
3234         }
3235         return true;
3236 }
3237
3238 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3239 {
3240         struct io_tctx_node *node;
3241         enum io_wq_cancel cret;
3242         bool ret = false;
3243
3244         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3245         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3246                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3247
3248                 /*
3249                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3250                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3251                  */
3252                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3253                         continue;
3254                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3255                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3256         }
3257         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3258
3259         return ret;
3260 }
3261
3262 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3263                                                 struct task_struct *task,
3264                                                 bool cancel_all)
3265 {
3266         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3267         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3268         enum io_wq_cancel cret;
3269         bool ret = false;
3270
3271         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3272         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3273                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3274                 smp_mb();
3275         }
3276
3277         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3278         if (!ctx->rings)
3279                 return false;
3280
3281         if (!task) {
3282                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3283         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3284                 /*
3285                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3286                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3287                  */
3288                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3289                                        &cancel, true);
3290                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3291         }
3292
3293         /* SQPOLL thread does its own polling */
3294         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3295             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3296                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3297                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3298                         ret = true;
3299                         cond_resched();
3300                 }
3301         }
3302
3303         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3304             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3305                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3306         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3307         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3308         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3309         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3310         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3311         if (task)
3312                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3313         return ret;
3314 }
3315
3316 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3317 {
3318         if (tracked)
3319                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3320         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3321 }
3322
3323 /*
3324  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3325  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3326  */
3327 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3328 {
3329         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3330         struct io_ring_ctx *ctx;
3331         struct io_tctx_node *node;
3332         unsigned long index;
3333         s64 inflight;
3334         DEFINE_WAIT(wait);
3335
3336         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3337
3338         if (!current->io_uring)
3339                 return;
3340         if (tctx->io_wq)
3341                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3342
3343         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3344         do {
3345                 bool loop = false;
3346
3347                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3348                 /* read completions before cancelations */
3349                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3350                 if (!inflight)
3351                         break;
3352
3353                 if (!sqd) {
3354                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3355                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3356                                 if (node->ctx->sq_data)
3357                                         continue;
3358                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3359                                                         current, cancel_all);
3360                         }
3361                 } else {
3362                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3363                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3364                                                                      current,
3365                                                                      cancel_all);
3366                 }
3367
3368                 if (loop) {
3369                         cond_resched();
3370                         continue;
3371                 }
3372
3373                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3374                 io_run_task_work();
3375                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3376                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3377                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3378                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3379                                              node->ctx->submitter_task != current);
3380                                 goto end_wait;
3381                         }
3382                 }
3383                 /*
3384                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3385                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3386                  * prepare_to_wait().
3387                  */
3388                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3389                         schedule();
3390 end_wait:
3391                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3392         } while (1);
3393
3394         io_uring_clean_tctx(tctx);
3395         if (cancel_all) {
3396                 /*
3397                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3398                  * ->in_cancel set for normal exit.
3399                  */
3400                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3401                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3402                 __io_uring_free(current);
3403         }
3404 }
3405
3406 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3407 {
3408         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3409 }
3410
3411 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3412                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3413 {
3414         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3415         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3416         struct page *page;
3417         void *ptr;
3418
3419         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3420         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3421                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3422
3423         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3424         case IORING_OFF_SQ_RING:
3425         case IORING_OFF_CQ_RING:
3426                 ptr = ctx->rings;
3427                 break;
3428         case IORING_OFF_SQES:
3429                 ptr = ctx->sq_sqes;
3430                 break;
3431         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3432                 unsigned int bgid;
3433
3434                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3435                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3436                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3437                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3438                 if (!ptr)
3439                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3440                 break;
3441                 }
3442         default:
3443                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3444         }
3445
3446         page = virt_to_head_page(ptr);
3447         if (sz > page_size(page))
3448                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3449
3450         return ptr;
3451 }
3452
3453 #ifdef CONFIG_MMU
3454
3455 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3456 {
3457         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3458         unsigned long pfn;
3459         void *ptr;
3460
3461         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3462         if (IS_ERR(ptr))
3463                 return PTR_ERR(ptr);
3464
3465         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3466         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3467 }
3468
3469 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3470                         unsigned long addr, unsigned long len,
3471                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3472 {
3473         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3474         struct vm_unmapped_area_info info;
3475         void *ptr;
3476
3477         /*
3478          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3479          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3480          * kernel kmalloc()ed memory area.
3481          */
3482         if (addr)
3483                 return -EINVAL;
3484
3485         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3486         if (IS_ERR(ptr))
3487                 return -ENOMEM;
3488
3489         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3490         info.length = len;
3491         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3492         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3493 #ifdef SHM_COLOUR
3494         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3495 #else
3496         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3497 #endif
3498         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3499
3500         /*
3501          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3502          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3503          * can happen with large stack limits and large mmap()
3504          * allocations.
3505          */
3506         addr = vm_unmapped_area(&info);
3507         if (offset_in_page(addr)) {
3508                 info.flags = 0;
3509                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3510                 info.high_limit = mmap_end;
3511                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3512         }
3513
3514         return addr;
3515 }
3516
3517 #else /* !CONFIG_MMU */
3518
3519 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3520 {
3521         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3522 }
3523
3524 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3525 {
3526         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3527 }
3528
3529 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3530         unsigned long addr, unsigned long len,
3531         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3532 {
3533         void *ptr;
3534
3535         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3536         if (IS_ERR(ptr))
3537                 return PTR_ERR(ptr);
3538
3539         return (unsigned long) ptr;
3540 }
3541
3542 #endif /* !CONFIG_MMU */
3543
3544 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3545 {
3546         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3547                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3548
3549                 if (argsz != sizeof(arg))
3550                         return -EINVAL;
3551                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3552                         return -EFAULT;
3553         }
3554         return 0;
3555 }
3556
3557 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3558                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3559                           const sigset_t __user **sig)
3560 {
3561         struct io_uring_getevents_arg arg;
3562
3563         /*
3564          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3565          * is just a pointer to the sigset_t.
3566          */
3567         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3568                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3569                 *ts = NULL;
3570                 return 0;
3571         }
3572
3573         /*
3574          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3575          * timespec and sigset_t pointers if good.
3576          */
3577         if (*argsz != sizeof(arg))
3578                 return -EINVAL;
3579         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3580                 return -EFAULT;
3581         if (arg.pad)
3582                 return -EINVAL;
3583         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3584         *argsz = arg.sigmask_sz;
3585         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3586         return 0;
3587 }
3588
3589 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3590                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3591                 size_t, argsz)
3592 {
3593         struct io_ring_ctx *ctx;
3594         struct fd f;
3595         long ret;
3596
3597         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3598                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3599                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3600                 return -EINVAL;
3601
3602         /*
3603          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3604          * need only dereference our task private array to find it.
3605          */
3606         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3607                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3608
3609                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3610                         return -EINVAL;
3611                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3612                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3613                 f.flags = 0;
3614                 if (unlikely(!f.file))
3615                         return -EBADF;
3616         } else {
3617                 f = fdget(fd);
3618                 if (unlikely(!f.file))
3619                         return -EBADF;
3620                 ret = -EOPNOTSUPP;
3621                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3622                         goto out;
3623         }
3624
3625         ctx = f.file->private_data;
3626         ret = -EBADFD;
3627         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3628                 goto out;
3629
3630         /*
3631          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3632          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3633          * we were asked to.
3634          */
3635         ret = 0;
3636         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3637                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3638
3639                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3640                         ret = -EOWNERDEAD;
3641                         goto out;
3642                 }
3643                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3644                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3645                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3646                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3647
3648                 ret = to_submit;
3649         } else if (to_submit) {
3650                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3651                 if (unlikely(ret))
3652                         goto out;
3653
3654                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3655                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3656                 if (ret != to_submit) {
3657                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3658                         goto out;
3659                 }
3660                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3661                         if (ctx->syscall_iopoll)
3662                                 goto iopoll_locked;
3663                         /*
3664                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3665                          * it should handle ownership problems if any.
3666                          */
3667                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3668                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3669                 }
3670                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3671         }
3672
3673         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3674                 int ret2;
3675
3676                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3677                         /*
3678                          * We disallow the app entering submit/complete with
3679                          * polling, but we still need to lock the ring to
3680                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3681                          * a workqueue.
3682                          */
3683                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3684 iopoll_locked:
3685                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3686                         if (likely(!ret2)) {
3687                                 min_complete = min(min_complete,
3688                                                    ctx->cq_entries);
3689                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3690                         }
3691                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3692                 } else {
3693                         const sigset_t __user *sig;
3694                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3695
3696                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3697                         if (likely(!ret2)) {
3698                                 min_complete = min(min_complete,
3699                                                    ctx->cq_entries);
3700                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3701                                                       argsz, ts);
3702                         }
3703                 }
3704
3705                 if (!ret) {
3706                         ret = ret2;
3707
3708                         /*
3709                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3710                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3711                          * as they are obviously ok with those drops.
3712                          */
3713                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3714                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3715                                           &ctx->check_cq);
3716                 }
3717         }
3718 out:
3719         fdput(f);
3720         return ret;
3721 }
3722
3723 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3724         .release        = io_uring_release,
3725         .mmap           = io_uring_mmap,
3726 #ifndef CONFIG_MMU
3727         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3728         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3729 #else
3730         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3731 #endif
3732         .poll           = io_uring_poll,
3733 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3734         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3735 #endif
3736 };
3737
3738 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3739 {
3740         return file->f_op == &io_uring_fops;
3741 }
3742
3743 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3744                                          struct io_uring_params *p)
3745 {
3746         struct io_rings *rings;
3747         size_t size, sq_array_offset;
3748         void *ptr;
3749
3750         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3751         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3752         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3753
3754         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3755         if (size == SIZE_MAX)
3756                 return -EOVERFLOW;
3757
3758         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3759                 rings = io_mem_alloc(size);
3760         else
3761                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3762
3763         if (IS_ERR(rings))
3764                 return PTR_ERR(rings);
3765
3766         ctx->rings = rings;
3767         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3768         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3769         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3770         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3771         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3772
3773         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3774                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3775         else
3776                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3777         if (size == SIZE_MAX) {
3778                 io_rings_free(ctx);
3779                 return -EOVERFLOW;
3780         }
3781
3782         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3783                 ptr = io_mem_alloc(size);
3784         else
3785                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3786
3787         if (IS_ERR(ptr)) {
3788                 io_rings_free(ctx);
3789                 return PTR_ERR(ptr);
3790         }
3791
3792         ctx->sq_sqes = ptr;
3793         return 0;
3794 }
3795
3796 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3797 {
3798         int fd;
3799
3800         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3801         if (fd < 0)
3802                 return fd;
3803         fd_install(fd, file);
3804         return fd;
3805 }
3806
3807 /*
3808  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3809  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3810  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3811  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3812  */
3813 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3814 {
3815         struct file *file;
3816 #if defined(CONFIG_UNIX)
3817         int ret;
3818
3819         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3820                                 &ctx->ring_sock);
3821         if (ret)
3822                 return ERR_PTR(ret);
3823 #endif
3824
3825         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3826                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3827 #if defined(CONFIG_UNIX)
3828         if (IS_ERR(file)) {
3829                 sock_release(ctx->ring_sock);
3830                 ctx->ring_sock = NULL;
3831         } else {
3832                 ctx->ring_sock->file = file;
3833         }
3834 #endif
3835         return file;
3836 }
3837
3838 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3839                                   struct io_uring_params __user *params)
3840 {
3841         struct io_ring_ctx *ctx;
3842         struct io_uring_task *tctx;
3843         struct file *file;
3844         int ret;
3845
3846         if (!entries)
3847                 return -EINVAL;
3848         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3849                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3850                         return -EINVAL;
3851                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3852         }
3853
3854         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3855             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3856                 return -EINVAL;
3857
3858         /*
3859          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3860          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3861          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3862          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3863          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3864          * of CQ ring entries manually.
3865          */
3866         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3867         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3868                 /*
3869                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3870                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3871                  * any cq vs sq ring sizing.
3872                  */
3873                 if (!p->cq_entries)
3874                         return -EINVAL;
3875                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3876                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3877                                 return -EINVAL;
3878                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3879                 }
3880                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3881                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3882                         return -EINVAL;
3883         } else {
3884                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3885         }
3886
3887         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3888         if (!ctx)
3889                 return -ENOMEM;
3890
3891         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3892             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3893             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3894                 ctx->task_complete = true;
3895
3896         /*
3897          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3898          * purposes, see io_activate_pollwq()
3899          */
3900         if (!ctx->task_complete)
3901                 ctx->poll_activated = true;
3902
3903         /*
3904          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3905          * space applications don't need to do io completion events
3906          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3907          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3908          */
3909         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3910             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3911                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3912
3913         ctx->compat = in_compat_syscall();
3914         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3915                 ctx->user = get_uid(current_user());
3916
3917         /*
3918          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3919          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3920          */
3921         ret = -EINVAL;
3922         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3923                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3924                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3925                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3926                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3927                         goto err;
3928                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3929         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3930                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3931         } else {
3932                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3933                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3934                         goto err;
3935                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3936         }
3937
3938         /*
3939          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3940          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3941          * that.
3942          */
3943         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3944             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3945                 goto err;
3946         }
3947
3948         /*
3949          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3950          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3951          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3952          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3953          */
3954         mmgrab(current->mm);
3955         ctx->mm_account = current->mm;
3956
3957         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3958         if (ret)
3959                 goto err;
3960
3961         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3962         if (ret)
3963                 goto err;
3964
3965         ret = io_rsrc_init(ctx);
3966         if (ret)
3967                 goto err;
3968
3969         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3970         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3971         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3972         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3973         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3974         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3975         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3976         p->sq_off.resv1 = 0;
3977         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3978                 p->sq_off.user_addr = 0;
3979
3980         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3981         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3982         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3983         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3984         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3985         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3986         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3987         p->cq_off.resv1 = 0;
3988         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3989                 p->cq_off.user_addr = 0;
3990
3991         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3992                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3993                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3994                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3995                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3996                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3997                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3998
3999         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
4000                 ret = -EFAULT;
4001                 goto err;
4002         }
4003
4004         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
4005             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4006                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4007
4008         file = io_uring_get_file(ctx);
4009         if (IS_ERR(file)) {
4010                 ret = PTR_ERR(file);
4011                 goto err;
4012         }
4013
4014         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
4015         if (ret)
4016                 goto err_fput;
4017         tctx = current->io_uring;
4018
4019         /*
4020          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
4021          * having closed it before we finish setup
4022          */
4023         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
4024                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
4025         else
4026                 ret = io_uring_install_fd(file);
4027         if (ret < 0)
4028                 goto err_fput;
4029
4030         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
4031         return ret;
4032 err:
4033         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
4034         return ret;
4035 err_fput:
4036         fput(file);
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 /*
4041  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4042  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4043  * params structure passed in.
4044  */
4045 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4046 {
4047         struct io_uring_params p;
4048         int i;
4049
4050         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4051                 return -EFAULT;
4052         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4053                 if (p.resv[i])
4054                         return -EINVAL;
4055         }
4056
4057         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4058                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4059                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4060                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4061                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4062                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4063                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4064                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
4065                 return -EINVAL;
4066
4067         return io_uring_create(entries, &p, params);
4068 }
4069
4070 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4071                 struct io_uring_params __user *, params)
4072 {
4073         return io_uring_setup(entries, params);
4074 }
4075
4076 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4077                            unsigned nr_args)
4078 {
4079         struct io_uring_probe *p;
4080         size_t size;
4081         int i, ret;
4082
4083         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4084         if (size == SIZE_MAX)
4085                 return -EOVERFLOW;
4086         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4087         if (!p)
4088                 return -ENOMEM;
4089
4090         ret = -EFAULT;
4091         if (copy_from_user(p, arg, size))
4092                 goto out;
4093         ret = -EINVAL;
4094         if (memchr_inv(p, 0, size))
4095                 goto out;
4096
4097         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4098         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4099                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4100
4101         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4102                 p->ops[i].op = i;
4103                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4104                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4105         }
4106         p->ops_len = i;
4107
4108         ret = 0;
4109         if (copy_to_user(arg, p, size))
4110                 ret = -EFAULT;
4111 out:
4112         kfree(p);
4113         return ret;
4114 }
4115
4116 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4117 {
4118         const struct cred *creds;
4119         u32 id;
4120         int ret;
4121
4122         creds = get_current_cred();
4123
4124         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4125                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4126         if (ret < 0) {
4127                 put_cred(creds);
4128                 return ret;
4129         }
4130         return id;
4131 }
4132
4133 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4134                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4135 {
4136         struct io_uring_restriction *res;
4137         size_t size;
4138         int i, ret;
4139
4140         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4141         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4142                 return -EBADFD;
4143
4144         /* We allow only a single restrictions registration */
4145         if (ctx->restrictions.registered)
4146                 return -EBUSY;
4147
4148         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4149                 return -EINVAL;
4150
4151         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4152         if (size == SIZE_MAX)
4153                 return -EOVERFLOW;
4154
4155         res = memdup_user(arg, size);
4156         if (IS_ERR(res))
4157                 return PTR_ERR(res);
4158
4159         ret = 0;
4160
4161         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4162                 switch (res[i].opcode) {
4163                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4164                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4165                                 ret = -EINVAL;
4166                                 goto out;
4167                         }
4168
4169                         __set_bit(res[i].register_op,
4170                                   ctx->restrictions.register_op);
4171                         break;
4172                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4173                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4174                                 ret = -EINVAL;
4175                                 goto out;
4176                         }
4177
4178                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4179                         break;
4180                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4181                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4182                         break;
4183                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4184                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4185                         break;
4186                 default:
4187                         ret = -EINVAL;
4188                         goto out;
4189                 }
4190         }
4191
4192 out:
4193         /* Reset all restrictions if an error happened */
4194         if (ret != 0)
4195                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4196         else
4197                 ctx->restrictions.registered = true;
4198
4199         kfree(res);
4200         return ret;
4201 }
4202
4203 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4204 {
4205         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4206                 return -EBADFD;
4207
4208         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4209                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4210                 /*
4211                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4212                  * submitter_task is set.
4213                  */
4214                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4215                         io_activate_pollwq(ctx);
4216         }
4217
4218         if (ctx->restrictions.registered)
4219                 ctx->restricted = 1;
4220
4221         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4222         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4223                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4224         return 0;
4225 }
4226
4227 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4228                                        void __user *arg, unsigned len)
4229 {
4230         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4231         cpumask_var_t new_mask;
4232         int ret;
4233
4234         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4235                 return -EINVAL;
4236
4237         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4238                 return -ENOMEM;
4239
4240         cpumask_clear(new_mask);
4241         if (len > cpumask_size())
4242                 len = cpumask_size();
4243
4244         if (in_compat_syscall()) {
4245                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4246                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4247                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4248         } else {
4249                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4250         }
4251
4252         if (ret) {
4253                 free_cpumask_var(new_mask);
4254                 return -EFAULT;
4255         }
4256
4257         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4258         free_cpumask_var(new_mask);
4259         return ret;
4260 }
4261
4262 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4263 {
4264         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4265
4266         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4267                 return -EINVAL;
4268
4269         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4270 }
4271
4272 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4273                                                void __user *arg)
4274         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4275 {
4276         struct io_tctx_node *node;
4277         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4278         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4279         __u32 new_count[2];
4280         int i, ret;
4281
4282         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4283                 return -EFAULT;
4284         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4285                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4286                         return -EINVAL;
4287
4288         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4289                 sqd = ctx->sq_data;
4290                 if (sqd) {
4291                         /*
4292                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4293                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4294                          * a ref to the ctx.
4295                          */
4296                         refcount_inc(&sqd->refs);
4297                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4298                         mutex_lock(&sqd->lock);
4299                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4300                         if (sqd->thread)
4301                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4302                 }
4303         } else {
4304                 tctx = current->io_uring;
4305         }
4306
4307         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4308
4309         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4310                 if (new_count[i])
4311                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4312         ctx->iowq_limits_set = true;
4313
4314         if (tctx && tctx->io_wq) {
4315                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4316                 if (ret)
4317                         goto err;
4318         } else {
4319                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4320         }
4321
4322         if (sqd) {
4323                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4324                 io_put_sq_data(sqd);
4325         }
4326
4327         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4328                 return -EFAULT;
4329
4330         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4331         if (sqd)
4332                 return 0;
4333
4334         /* now propagate the restriction to all registered users */
4335         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4336                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4337
4338                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4339                         continue;
4340
4341                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4342                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4343                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4344                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4345         }
4346         return 0;
4347 err:
4348         if (sqd) {
4349                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4350                 io_put_sq_data(sqd);
4351         }
4352         return ret;
4353 }
4354
4355 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4356                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4357         __releases(ctx->uring_lock)
4358         __acquires(ctx->uring_lock)
4359 {
4360         int ret;
4361
4362         /*
4363          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4364          * dying as we're holding a file ref here.
4365          */
4366         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4367                 return -ENXIO;
4368
4369         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4370                 return -EEXIST;
4371
4372         if (ctx->restricted) {
4373                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4374                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4375                         return -EACCES;
4376         }
4377
4378         switch (opcode) {
4379         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4380                 ret = -EFAULT;
4381                 if (!arg)
4382                         break;
4383                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4384                 break;
4385         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4386                 ret = -EINVAL;
4387                 if (arg || nr_args)
4388                         break;
4389                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4390                 break;
4391         case IORING_REGISTER_FILES:
4392                 ret = -EFAULT;
4393                 if (!arg)
4394                         break;
4395                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4396                 break;
4397         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4398                 ret = -EINVAL;
4399                 if (arg || nr_args)
4400                         break;
4401                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4402                 break;
4403         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4404                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4405                 break;
4406         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4407                 ret = -EINVAL;
4408                 if (nr_args != 1)
4409                         break;
4410                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4411                 break;
4412         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4413                 ret = -EINVAL;
4414                 if (nr_args != 1)
4415                         break;
4416                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4417                 break;
4418         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4419                 ret = -EINVAL;
4420                 if (arg || nr_args)
4421                         break;
4422                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4423                 break;
4424         case IORING_REGISTER_PROBE:
4425                 ret = -EINVAL;
4426                 if (!arg || nr_args > 256)
4427                         break;
4428                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4429                 break;
4430         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4431                 ret = -EINVAL;
4432                 if (arg || nr_args)
4433                         break;
4434                 ret = io_register_personality(ctx);
4435                 break;
4436         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4437                 ret = -EINVAL;
4438                 if (arg)
4439                         break;
4440                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4441                 break;
4442         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4443                 ret = -EINVAL;
4444                 if (arg || nr_args)
4445                         break;
4446                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4447                 break;
4448         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4449                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4450                 break;
4451         case IORING_REGISTER_FILES2:
4452                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4453                 break;
4454         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4455                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4456                                               IORING_RSRC_FILE);
4457                 break;
4458         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4459                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4460                 break;
4461         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4462                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4463                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4464                 break;
4465         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4466                 ret = -EINVAL;
4467                 if (!arg || !nr_args)
4468                         break;
4469                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4470                 break;
4471         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4472                 ret = -EINVAL;
4473                 if (arg || nr_args)
4474                         break;
4475                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4476                 break;
4477         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4478                 ret = -EINVAL;
4479                 if (!arg || nr_args != 2)
4480                         break;
4481                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4482                 break;
4483         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4484                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4485                 break;
4486         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4487                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4488                 break;
4489         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4490                 ret = -EINVAL;
4491                 if (!arg || nr_args != 1)
4492                         break;
4493                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4494                 break;
4495         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4496                 ret = -EINVAL;
4497                 if (!arg || nr_args != 1)
4498                         break;
4499                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4500                 break;
4501         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4502                 ret = -EINVAL;
4503                 if (!arg || nr_args != 1)
4504                         break;
4505                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4506                 break;
4507         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4508                 ret = -EINVAL;
4509                 if (!arg || nr_args)
4510                         break;
4511                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4512                 break;
4513         default:
4514                 ret = -EINVAL;
4515                 break;
4516         }
4517
4518         return ret;
4519 }
4520
4521 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4522                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4523 {
4524         struct io_ring_ctx *ctx;
4525         long ret = -EBADF;
4526         struct fd f;
4527         bool use_registered_ring;
4528
4529         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4530         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4531
4532         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4533                 return -EINVAL;
4534
4535         if (use_registered_ring) {
4536                 /*
4537                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4538                  * need only dereference our task private array to find it.
4539                  */
4540                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4541
4542                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4543                         return -EINVAL;
4544                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4545                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4546                 f.flags = 0;
4547                 if (unlikely(!f.file))
4548                         return -EBADF;
4549         } else {
4550                 f = fdget(fd);
4551                 if (unlikely(!f.file))
4552                         return -EBADF;
4553                 ret = -EOPNOTSUPP;
4554                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4555                         goto out_fput;
4556         }
4557
4558         ctx = f.file->private_data;
4559
4560         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4561         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4562         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4563         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4564 out_fput:
4565         fdput(f);
4566         return ret;
4567 }
4568
4569 static int __init io_uring_init(void)
4570 {
4571 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4572         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4573         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4574 } while (0)
4575
4576 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4577         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4578 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4579         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4580         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4581         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4582         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4583         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4584         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4585         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4586         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4587         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4588         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4589         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4590         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4591         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4592         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4593         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4594         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4595         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4596         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4597         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4598         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4599         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4600         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4601         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4602         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4603         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4604         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4605         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4606         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4607         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4608         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4609         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4610         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4611         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4612         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4613         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4614         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4615         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4616         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4617         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4618         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4619         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4620         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4621         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4622         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4623
4624         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4625                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4626         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4627                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4628
4629         /* ->buf_index is u16 */
4630         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4631         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4632                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4633
4634         /* should fit into one byte */
4635         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4636         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4637         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4638
4639         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4640
4641         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4642
4643         io_uring_optable_init();
4644
4645         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4646                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4647         return 0;
4648 };
4649 __initcall(io_uring_init);