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_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
 151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 152
 153 struct kmem_cache *req_cachep;
 154
 155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 156 {
 157 #if defined(CONFIG_UNIX)
 158         if (io_is_uring_fops(file)) {
 159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 160
 161                 return ctx->ring_sock->sk;
 162         }
 163 #endif
 164         return NULL;
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 167
 168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 169 {
 170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
 171             ctx->submit_state.cqes_count)
 172                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 173 }
 174
 175 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 176 {
 177         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 178 }
 179
 180 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 181 {
 182         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 183 }
 184
 185 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 186 {
 187         struct io_kiocb *req;
 188
 189         io_for_each_link(req, head) {
 190                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 191                         return true;
 192         }
 193         return false;
 194 }
 195
 196 /*
 197  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 198  * User must not hold timeout_lock.
 199  */
 200 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 201                         bool cancel_all)
 202 {
 203         bool matched;
 204
 205         if (task && head->task != task)
 206                 return false;
 207         if (cancel_all)
 208                 return true;
 209
 210         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 211                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 212
 213                 /* protect against races with linked timeouts */
 214                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 215                 matched = io_match_linked(head);
 216                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 217         } else {
 218                 matched = io_match_linked(head);
 219         }
 220         return matched;
 221 }
 222
 223 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 224 {
 225         req_set_fail(req);
 226         io_req_set_res(req, res, 0);
 227 }
 228
 229 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 230 {
 231         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 232         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 238
 239         complete(&ctx->ref_comp);
 240 }
 241
 242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 243 {
 244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 245                                                 fallback_work.work);
 246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 247         struct io_kiocb *req, *tmp;
 248         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
 249
 250         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 252                 req->io_task_work.func(req, &ts);
 253         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
 254                 return;
 255         io_submit_flush_completions(ctx);
 256         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 257 }
 258
 259 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 260 {
 261         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 262         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 263
 264         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 265         if (!table->hbs)
 266                 return -ENOMEM;
 267
 268         table->hash_bits = bits;
 269         init_hash_table(table, hash_buckets);
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 274 {
 275         struct io_ring_ctx *ctx;
 276         int hash_bits;
 277
 278         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 279         if (!ctx)
 280                 return NULL;
 281
 282         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 283
 284         /*
 285          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 286          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 287          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 288          */
 289         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 290         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 291         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 292                 goto err;
 293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 294                 goto err;
 295
 296         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 297         if (!ctx->dummy_ubuf)
 298                 goto err;
 299         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 300         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 301
 302         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 303                             0, GFP_KERNEL))
 304                 goto err;
 305
 306         ctx->flags = p->flags;
 307         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 311         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
 312                             sizeof(struct io_rsrc_node));
 313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 314                             sizeof(struct async_poll));
 315         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
 316                             sizeof(struct io_async_msghdr));
 317         init_completion(&ctx->ref_comp);
 318         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 319         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 320         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 321         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
 322         init_waitqueue_head(&ctx->rsrc_quiesce_wq);
 323         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 324         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 325         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 338         return ctx;
 339 err:
 340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 343         kfree(ctx->io_bl);
 344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 345         kfree(ctx);
 346         return NULL;
 347 }
 348
 349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 350 {
 351         struct io_rings *r = ctx->rings;
 352
 353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 354         ctx->cq_extra--;
 355 }
 356
 357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 358 {
 359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 361
 362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 363         }
 364
 365         return false;
 366 }
 367
 368 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
 371                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
 372                 io_put_kbuf_comp(req);
 373                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
 374         }
 375
 376         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
 377                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
 378
 379                 if (def->cleanup)
 380                         def->cleanup(req);
 381         }
 382         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
 383                 kfree(req->apoll->double_poll);
 384                 kfree(req->apoll);
 385                 req->apoll = NULL;
 386         }
 387         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
 388                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 389
 390                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
 391         }
 392         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
 393                 put_cred(req->creds);
 394         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
 395                 kfree(req->async_data);
 396                 req->async_data = NULL;
 397         }
 398         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
 399 }
 400
 401 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 402 {
 403         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 404                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 405                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 406         }
 407 }
 408
 409 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 410 {
 411         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 412                 return NULL;
 413
 414         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 415         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 416
 417         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 418         io_req_set_refcount(req);
 419         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 420         return req->link;
 421 }
 422
 423 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 424 {
 425         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 426                 return NULL;
 427         return __io_prep_linked_timeout(req);
 428 }
 429
 430 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 431 {
 432         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 433 }
 434
 435 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 436 {
 437         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 438                 __io_arm_ltimeout(req);
 439 }
 440
 441 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 442 {
 443         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
 444         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 445
 446         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 447                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 448                 req->creds = get_current_cred();
 449         }
 450
 451         req->work.list.next = NULL;
 452         req->work.flags = 0;
 453         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 454         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 455                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 456
 457         if (req->file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 458                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file);
 459
 460         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
 461                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
 462
 463                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
 464                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
 465                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
 466                         should_hash = false;
 467                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 468                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 469         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 470                 if (def->unbound_nonreg_file)
 471                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 472         }
 473 }
 474
 475 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 476 {
 477         struct io_kiocb *cur;
 478
 479         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 480                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 481
 482                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 483                 io_for_each_link(cur, req)
 484                         io_prep_async_work(cur);
 485                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 486         } else {
 487                 io_for_each_link(cur, req)
 488                         io_prep_async_work(cur);
 489         }
 490 }
 491
 492 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
 493 {
 494         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 495         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 496
 497         BUG_ON(!tctx);
 498         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 499
 500         /* init ->work of the whole link before punting */
 501         io_prep_async_link(req);
 502
 503         /*
 504          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 505          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 506          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 507          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 508          * worker for it).
 509          */
 510         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 511                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 512
 513         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 514         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 515         if (link)
 516                 io_queue_linked_timeout(link);
 517 }
 518
 519 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 520 {
 521         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 522                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 523                                                 struct io_defer_entry, list);
 524
 525                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 526                         break;
 527                 list_del_init(&de->list);
 528                 io_req_task_queue(de->req);
 529                 kfree(de);
 530         }
 531 }
 532
 533
 534 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 535 {
 536         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 537         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 538
 539         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 540                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 541
 542         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 543          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 544          * it regardless.
 545          */
 546         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 547                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 548                 kfree(ev_fd);
 549         }
 550 }
 551
 552 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 553 {
 554         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 555
 556         rcu_read_lock();
 557         /*
 558          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 559          * and eventfd_signal
 560          */
 561         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 562
 563         /*
 564          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 565          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 566          * the function and rcu_read_lock.
 567          */
 568         if (unlikely(!ev_fd))
 569                 goto out;
 570         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 571                 goto out;
 572         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 573                 goto out;
 574
 575         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 576                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 577         } else {
 578                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 579                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 580                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 581                 else
 582                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 583         }
 584
 585 out:
 586         rcu_read_unlock();
 587 }
 588
 589 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 590 {
 591         bool skip;
 592
 593         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 594
 595         /*
 596          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 597          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 598          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 599          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 600          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 601          * posted to the CQ ring.
 602          */
 603         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 604         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 605         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 606         if (skip)
 607                 return;
 608
 609         io_eventfd_signal(ctx);
 610 }
 611
 612 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 613 {
 614         if (ctx->poll_activated)
 615                 io_poll_wq_wake(ctx);
 616         if (ctx->off_timeout_used)
 617                 io_flush_timeouts(ctx);
 618         if (ctx->drain_active) {
 619                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 620                 io_queue_deferred(ctx);
 621                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 622         }
 623         if (ctx->has_evfd)
 624                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 625 }
 626
 627 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 628 {
 629         if (!ctx->task_complete)
 630                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 631 }
 632
 633 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 634         __acquires(ctx->completion_lock)
 635 {
 636         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 637 }
 638
 639 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 640 {
 641         io_commit_cqring(ctx);
 642
 643         if (ctx->task_complete) {
 644                 /*
 645                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
 646                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
 647                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
 648                  */
 649                 io_commit_cqring_flush(ctx);
 650         } else {
 651                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 652                 io_commit_cqring_flush(ctx);
 653                 io_cqring_wake(ctx);
 654         }
 655 }
 656
 657 static void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 658         __releases(ctx->completion_lock)
 659 {
 660         io_commit_cqring(ctx);
 661         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 662         io_commit_cqring_flush(ctx);
 663         io_cqring_wake(ctx);
 664 }
 665
 666 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 667 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
 668 {
 669         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 670         LIST_HEAD(list);
 671
 672         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 673         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
 674         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 675         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 676
 677         while (!list_empty(&list)) {
 678                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
 679                 list_del(&ocqe->list);
 680                 kfree(ocqe);
 681         }
 682 }
 683
 684 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 685 {
 686         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 687
 688         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 689                 return;
 690
 691         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 692                 cqe_size <<= 1;
 693
 694         io_cq_lock(ctx);
 695         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 696                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 697                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 698
 699                 if (!cqe)
 700                         break;
 701                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 702                                         struct io_overflow_cqe, list);
 703                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 704                 list_del(&ocqe->list);
 705                 kfree(ocqe);
 706         }
 707
 708         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 709                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 710                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 711         }
 712         io_cq_unlock_post(ctx);
 713 }
 714
 715 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 716 {
 717         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 718         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 719                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 720         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
 721         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 722                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 723 }
 724
 725 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 726 {
 727         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 728                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
 729 }
 730
 731 /* can be called by any task */
 732 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task)
 733 {
 734         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 735
 736         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, 1);
 737         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
 738                 wake_up(&tctx->wait);
 739         put_task_struct(task);
 740 }
 741
 742 /* used by a task to put its own references */
 743 static void io_put_task_local(struct task_struct *task)
 744 {
 745         task->io_uring->cached_refs++;
 746 }
 747
 748 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
 749 static inline void io_put_task(struct task_struct *task)
 750 {
 751         if (likely(task == current))
 752                 io_put_task_local(task);
 753         else
 754                 io_put_task_remote(task);
 755 }
 756
 757 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 758 {
 759         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 760
 761         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 762         refcount_add(refill, &current->usage);
 763         tctx->cached_refs += refill;
 764 }
 765
 766 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 767 {
 768         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 769         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 770
 771         if (refs) {
 772                 tctx->cached_refs = 0;
 773                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 774                 put_task_struct_many(task, refs);
 775         }
 776 }
 777
 778 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 779                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 780 {
 781         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 782         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 783         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 784
 785         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
 786
 787         if (is_cqe32)
 788                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 789
 790         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 791         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 792         if (!ocqe) {
 793                 /*
 794                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 795                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 796                  * on the floor.
 797                  */
 798                 io_account_cq_overflow(ctx);
 799                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 800                 return false;
 801         }
 802         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 803                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 804                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 805
 806         }
 807         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 808         ocqe->cqe.res = res;
 809         ocqe->cqe.flags = cflags;
 810         if (is_cqe32) {
 811                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 812                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 813         }
 814         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 815         return true;
 816 }
 817
 818 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 819 {
 820         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 821                 req->extra1 = 0;
 822                 req->extra2 = 0;
 823         }
 824         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 825                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 826                                         req->extra1, req->extra2);
 827 }
 828
 829 /*
 830  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 831  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 832  * fill the cq entry
 833  */
 834 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 835 {
 836         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 837         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 838         unsigned int free, queued, len;
 839
 840         /*
 841          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 842          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 843          * Force overflow the completion.
 844          */
 845         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 846                 return NULL;
 847
 848         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 849         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 850         free = ctx->cq_entries - queued;
 851         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 852         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 853         if (!len)
 854                 return NULL;
 855
 856         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 857                 off <<= 1;
 858                 len <<= 1;
 859         }
 860
 861         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 862         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 863
 864         ctx->cached_cq_tail++;
 865         ctx->cqe_cached++;
 866         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 867                 ctx->cqe_cached++;
 868         return &rings->cqes[off];
 869 }
 870
 871 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
 872                               u32 cflags)
 873 {
 874         struct io_uring_cqe *cqe;
 875
 876         ctx->cq_extra++;
 877
 878         /*
 879          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 880          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 881          * the ring.
 882          */
 883         cqe = io_get_cqe(ctx);
 884         if (likely(cqe)) {
 885                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 886
 887                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 888                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 889                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 890
 891                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 892                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 893                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 894                 }
 895                 return true;
 896         }
 897         return false;
 898 }
 899
 900 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
 901         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 902 {
 903         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
 904         unsigned int i;
 905
 906         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 907         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
 908                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
 909
 910                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
 911                         if (ctx->task_complete) {
 912                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 913                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 914                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 915                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 916                         } else {
 917                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 918                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 919                         }
 920                 }
 921         }
 922         state->cqes_count = 0;
 923 }
 924
 925 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 926                               bool allow_overflow)
 927 {
 928         bool filled;
 929
 930         io_cq_lock(ctx);
 931         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 932         if (!filled && allow_overflow)
 933                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 934
 935         io_cq_unlock_post(ctx);
 936         return filled;
 937 }
 938
 939 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 940 {
 941         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
 942 }
 943
 944 bool io_aux_cqe(const struct io_kiocb *req, bool defer, s32 res, u32 cflags,
 945                 bool allow_overflow)
 946 {
 947         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 948         u64 user_data = req->cqe.user_data;
 949         struct io_uring_cqe *cqe;
 950
 951         if (!defer)
 952                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 953
 954         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 955
 956         if (ctx->submit_state.cqes_count == ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes)) {
 957                 __io_cq_lock(ctx);
 958                 __io_flush_post_cqes(ctx);
 959                 /* no need to flush - flush is deferred */
 960                 __io_cq_unlock_post(ctx);
 961         }
 962
 963         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
 964          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
 965          * and in that it works just as well.
 966          */
 967         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 968                 return false;
 969
 970         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
 971         cqe->user_data = user_data;
 972         cqe->res = res;
 973         cqe->flags = cflags;
 974         return true;
 975 }
 976
 977 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 978 {
 979         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 980         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
 981
 982         io_cq_lock(ctx);
 983         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 984                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
 985
 986         /*
 987          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 988          * free_list cache.
 989          */
 990         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 991                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 992                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 993                                 io_disarm_next(req);
 994                         if (req->link) {
 995                                 io_req_task_queue(req->link);
 996                                 req->link = NULL;
 997                         }
 998                 }
 999                 io_put_kbuf_comp(req);
1000                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1001                         io_clean_op(req);
1002                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1003                         io_put_file(req->file);
1004
1005                 rsrc_node = req->rsrc_node;
1006                 /*
1007                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
1008                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
1009                  * deadlocks.
1010                  */
1011                 io_put_task_remote(req->task);
1012                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1013                 ctx->locked_free_nr++;
1014         }
1015         io_cq_unlock_post(ctx);
1016
1017         if (rsrc_node) {
1018                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1019                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1020                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1021         }
1022 }
1023
1024 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1025 {
1026         if (req->ctx->task_complete && req->ctx->submitter_task != current) {
1027                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1028                 io_req_task_work_add(req);
1029         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1030                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1031                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1032         } else {
1033                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1034
1035                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1036                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1037                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1038         }
1039 }
1040
1041 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1042         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1043 {
1044         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1045
1046         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1047
1048         req_set_fail(req);
1049         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1050         if (def->fail)
1051                 def->fail(req);
1052         io_req_complete_defer(req);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1057  * advance and keep them valid across allocations.
1058  */
1059 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1060 {
1061         req->ctx = ctx;
1062         req->link = NULL;
1063         req->async_data = NULL;
1064         /* not necessary, but safer to zero */
1065         req->cqe.res = 0;
1066 }
1067
1068 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1069                                         struct io_submit_state *state)
1070 {
1071         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1072         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1073         ctx->locked_free_nr = 0;
1074         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1075 }
1076
1077 /*
1078  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1079  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1080  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1081  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1082  */
1083 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1084         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1085 {
1086         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1087         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1088         int ret, i;
1089
1090         /*
1091          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1092          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1093          * side cache.
1094          */
1095         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1096                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1097                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1098                         return true;
1099         }
1100
1101         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1102
1103         /*
1104          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1105          * retry single alloc to be on the safe side.
1106          */
1107         if (unlikely(ret <= 0)) {
1108                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1109                 if (!reqs[0])
1110                         return false;
1111                 ret = 1;
1112         }
1113
1114         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1115         for (i = 0; i < ret; i++) {
1116                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1117
1118                 io_preinit_req(req, ctx);
1119                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1120         }
1121         return true;
1122 }
1123
1124 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1125 {
1126         /* refs were already put, restore them for io_req_task_complete() */
1127         req->flags &= ~REQ_F_REFCOUNT;
1128         /* we only want to free it, don't post CQEs */
1129         req->flags |= REQ_F_CQE_SKIP;
1130         req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1131         io_req_task_work_add(req);
1132 }
1133
1134 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1135 {
1136         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1137
1138         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1139         io_disarm_next(req);
1140         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1141 }
1142
1143 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1144 {
1145         struct io_kiocb *nxt;
1146
1147         /*
1148          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1149          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1150          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1151          * of the chain.
1152          */
1153         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1154                 __io_req_find_next_prep(req);
1155         nxt = req->link;
1156         req->link = NULL;
1157         return nxt;
1158 }
1159
1160 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1161 {
1162         if (!ctx)
1163                 return;
1164         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1165                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1166         if (ts->locked) {
1167                 io_submit_flush_completions(ctx);
1168                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1169                 ts->locked = false;
1170         }
1171         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1172 }
1173
1174 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1175                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1176                                    struct io_tw_state *ts,
1177                                    struct llist_node *last)
1178 {
1179         unsigned int count = 0;
1180
1181         while (node && node != last) {
1182                 struct llist_node *next = node->next;
1183                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1184                                                     io_task_work.node);
1185
1186                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1187
1188                 if (req->ctx != *ctx) {
1189                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1190                         *ctx = req->ctx;
1191                         /* if not contended, grab and improve batching */
1192                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1193                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1194                 }
1195                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1196                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1197                                 req, ts);
1198                 node = next;
1199                 count++;
1200                 if (unlikely(need_resched())) {
1201                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1202                         *ctx = NULL;
1203                         cond_resched();
1204                 }
1205         }
1206
1207         return count;
1208 }
1209
1210 /**
1211  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1212  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1213  * @new:        new entry as the head of the list
1214  *
1215  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1216  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1217  */
1218 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1219                                                struct llist_node *new)
1220 {
1221         return xchg(&head->first, new);
1222 }
1223
1224 /**
1225  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1226  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1227  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1228  * @new:        new entry as the head of the list
1229  *
1230  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1231  */
1232
1233 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1234                                                   struct llist_node *old,
1235                                                   struct llist_node *new)
1236 {
1237         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1238 }
1239
1240 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx, bool sync)
1241 {
1242         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1243         struct io_ring_ctx *last_ctx = NULL;
1244         struct io_kiocb *req;
1245
1246         while (node) {
1247                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1248                 node = node->next;
1249                 if (sync && last_ctx != req->ctx) {
1250                         if (last_ctx) {
1251                                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1252                                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1253                         }
1254                         last_ctx = req->ctx;
1255                         percpu_ref_get(&last_ctx->refs);
1256                 }
1257                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1258                               &req->ctx->fallback_llist))
1259                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1260         }
1261
1262         if (last_ctx) {
1263                 flush_delayed_work(&last_ctx->fallback_work);
1264                 percpu_ref_put(&last_ctx->refs);
1265         }
1266 }
1267
1268 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1269 {
1270         struct io_tw_state ts = {};
1271         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1272         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1273                                                   task_work);
1274         struct llist_node fake = {};
1275         struct llist_node *node;
1276         unsigned int loops = 0;
1277         unsigned int count = 0;
1278
1279         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1280                 io_fallback_tw(tctx, true);
1281                 return;
1282         }
1283
1284         do {
1285                 loops++;
1286                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1287                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1288
1289                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1290                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1291                         continue;
1292                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1293                         io_submit_flush_completions(ctx);
1294                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1295                                 continue;
1296                 }
1297                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1298         } while (node != &fake);
1299
1300         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1301
1302         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1303         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1304                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1305
1306         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1307 }
1308
1309 static inline void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1310 {
1311         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1312         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1313         struct llist_node *first;
1314
1315         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1316                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1317
1318         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1319         do {
1320                 nr_tw_prev = 0;
1321                 if (first) {
1322                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1323                                                         struct io_kiocb,
1324                                                         io_task_work.node);
1325                         /*
1326                          * Might be executed at any moment, rely on
1327                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1328                          */
1329                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1330                 }
1331                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1332                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1333                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1334                         nr_tw = -1U;
1335
1336                 req->nr_tw = nr_tw;
1337                 req->io_task_work.node.next = first;
1338         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1339                               &req->io_task_work.node));
1340
1341         if (!first) {
1342                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1343                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1344                 if (ctx->has_evfd)
1345                         io_eventfd_signal(ctx);
1346         }
1347
1348         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1349         /* no one is waiting */
1350         if (!nr_wait)
1351                 return;
1352         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1353         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1354                 return;
1355         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1356         smp_mb__after_atomic();
1357         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1358 }
1359
1360 static void io_req_normal_work_add(struct io_kiocb *req)
1361 {
1362         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1363         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1364
1365         /* task_work already pending, we're done */
1366         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1367                 return;
1368
1369         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1370                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1371
1372         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1373                 return;
1374
1375         io_fallback_tw(tctx, false);
1376 }
1377
1378 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1379 {
1380         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1381                 rcu_read_lock();
1382                 io_req_local_work_add(req, flags);
1383                 rcu_read_unlock();
1384         } else {
1385                 io_req_normal_work_add(req);
1386         }
1387 }
1388
1389 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1390 {
1391         struct llist_node *node;
1392
1393         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1394         while (node) {
1395                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1396                                                     io_task_work.node);
1397
1398                 node = node->next;
1399                 io_req_normal_work_add(req);
1400         }
1401 }
1402
1403 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1404 {
1405         struct llist_node *node;
1406         unsigned int loops = 0;
1407         int ret = 0;
1408
1409         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1410                 return -EEXIST;
1411         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1412                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1413 again:
1414         /*
1415          * llists are in reverse order, flip it back the right way before
1416          * running the pending items.
1417          */
1418         node = llist_reverse_order(io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL));
1419         while (node) {
1420                 struct llist_node *next = node->next;
1421                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1422                                                     io_task_work.node);
1423                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1424                 INDIRECT_CALL_2(req->io_task_work.func,
1425                                 io_poll_task_func, io_req_rw_complete,
1426                                 req, ts);
1427                 ret++;
1428                 node = next;
1429         }
1430         loops++;
1431
1432         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1433                 goto again;
1434         if (ts->locked) {
1435                 io_submit_flush_completions(ctx);
1436                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1437                         goto again;
1438         }
1439         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1440         return ret;
1441 }
1442
1443 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1444 {
1445         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1446         int ret;
1447
1448         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1449                 return 0;
1450
1451         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1452         /* shouldn't happen! */
1453         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1454                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1459 {
1460         struct io_tw_state ts = {};
1461         int ret;
1462
1463         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1464         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1465         if (ts.locked)
1466                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1467
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1472 {
1473         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1474         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1475 }
1476
1477 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1478 {
1479         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1480         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1481         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1482                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1483         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1484                 io_queue_iowq(req, ts);
1485         else
1486                 io_queue_sqe(req);
1487 }
1488
1489 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1490 {
1491         io_req_set_res(req, ret, 0);
1492         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1493         io_req_task_work_add(req);
1494 }
1495
1496 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1497 {
1498         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1499         io_req_task_work_add(req);
1500 }
1501
1502 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1503 {
1504         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1505
1506         if (nxt)
1507                 io_req_task_queue(nxt);
1508 }
1509
1510 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1511         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1512 {
1513         do {
1514                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1515                                                     comp_list);
1516
1517                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1518                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1519                                 node = req->comp_list.next;
1520                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1521                                         continue;
1522                         }
1523                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1524                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1525
1526                                 if (apoll->double_poll)
1527                                         kfree(apoll->double_poll);
1528                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1529                                         kfree(apoll);
1530                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1531                         }
1532                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1533                                 io_queue_next(req);
1534                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1535                                 io_clean_op(req);
1536                 }
1537                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1538                         io_put_file(req->file);
1539
1540                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1541
1542                 io_put_task(req->task);
1543                 node = req->comp_list.next;
1544                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1545         } while (node);
1546 }
1547
1548 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1549         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1550 {
1551         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1552         struct io_wq_work_node *node;
1553
1554         __io_cq_lock(ctx);
1555         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1556         if (state->cqes_count)
1557                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1558         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1559                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1560                                             comp_list);
1561
1562                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1563                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1564                         if (ctx->task_complete) {
1565                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1566                                 io_req_cqe_overflow(req);
1567                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1568                         } else {
1569                                 io_req_cqe_overflow(req);
1570                         }
1571                 }
1572         }
1573         __io_cq_unlock_post(ctx);
1574
1575         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1576                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1577                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1578         }
1579 }
1580
1581 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1582 {
1583         /* See comment at the top of this file */
1584         smp_rmb();
1585         return __io_cqring_events(ctx);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1590  * find and complete them.
1591  */
1592 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1593 {
1594         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1595                 return;
1596
1597         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1598         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1599                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1600                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1601                         break;
1602                 /*
1603                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1604                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1605                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1606                  */
1607                 if (need_resched()) {
1608                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1609                         cond_resched();
1610                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1611                 }
1612         }
1613         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1614 }
1615
1616 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1617 {
1618         unsigned int nr_events = 0;
1619         int ret = 0;
1620         unsigned long check_cq;
1621
1622         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1623                 return -EEXIST;
1624
1625         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1626         if (unlikely(check_cq)) {
1627                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1628                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1629                 /*
1630                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1631                  * dropped CQE.
1632                  */
1633                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1634                         return -EBADR;
1635         }
1636         /*
1637          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1638          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1639          * already triggered a CQE (eg in error).
1640          */
1641         if (io_cqring_events(ctx))
1642                 return 0;
1643
1644         do {
1645                 /*
1646                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1647                  * application entering polling for a command before it gets
1648                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1649                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1650                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1651                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1652                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1653                  * very same mutex.
1654                  */
1655                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1656                     io_task_work_pending(ctx)) {
1657                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1658
1659                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1660
1661                         if (task_work_pending(current) ||
1662                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1663                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1664                                 io_run_task_work();
1665                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1666                         }
1667                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1668                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1669                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1670                                 break;
1671                 }
1672                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1673                 if (ret < 0)
1674                         break;
1675                 nr_events += ret;
1676                 ret = 0;
1677         } while (nr_events < min && !need_resched());
1678
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1683 {
1684         if (ts->locked)
1685                 io_req_complete_defer(req);
1686         else
1687                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1688 }
1689
1690 /*
1691  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1692  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1693  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1694  * accessing the kiocb cookie.
1695  */
1696 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1697 {
1698         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1699         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1700
1701         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1702         if (unlikely(needs_lock))
1703                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1704
1705         /*
1706          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1707          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1708          * different devices.
1709          */
1710         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1711                 ctx->poll_multi_queue = false;
1712         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1713                 struct io_kiocb *list_req;
1714
1715                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1716                                         comp_list);
1717                 if (list_req->file != req->file)
1718                         ctx->poll_multi_queue = true;
1719         }
1720
1721         /*
1722          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1723          * it to the front so we find it first.
1724          */
1725         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1726                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1727         else
1728                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1729
1730         if (unlikely(needs_lock)) {
1731                 /*
1732                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1733                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1734                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1735                  * whether should wake up sq thread.
1736                  */
1737                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1738                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1739                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1740
1741                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1742         }
1743 }
1744
1745 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1746 {
1747         unsigned int res = 0;
1748
1749         if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1750                 res |= REQ_F_ISREG;
1751         if ((file->f_flags & O_NONBLOCK) || (file->f_mode & FMODE_NOWAIT))
1752                 res |= REQ_F_SUPPORT_NOWAIT;
1753         return res;
1754 }
1755
1756 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1757 {
1758         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1759         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1760         if (req->async_data) {
1761                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1762                 return false;
1763         }
1764         return true;
1765 }
1766
1767 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1768 {
1769         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1770         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1771
1772         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1773         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1774                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1775         if (!cdef->prep_async)
1776                 return 0;
1777         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1778                 return -EFAULT;
1779         if (!def->manual_alloc) {
1780                 if (io_alloc_async_data(req))
1781                         return -EAGAIN;
1782         }
1783         return cdef->prep_async(req);
1784 }
1785
1786 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1789         struct io_kiocb *cur;
1790
1791         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1792         io_for_each_link(cur, req)
1793                 seq--;
1794         return seq;
1795 }
1796
1797 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1798         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1799 {
1800         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1801         struct io_defer_entry *de;
1802         int ret;
1803         u32 seq = io_get_sequence(req);
1804
1805         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1806         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1807         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1808                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1809 queue:
1810                 ctx->drain_active = false;
1811                 io_req_task_queue(req);
1812                 return;
1813         }
1814         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1815
1816         io_prep_async_link(req);
1817         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1818         if (!de) {
1819                 ret = -ENOMEM;
1820                 io_req_defer_failed(req, ret);
1821                 return;
1822         }
1823
1824         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1825         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1826                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1827                 kfree(de);
1828                 goto queue;
1829         }
1830
1831         trace_io_uring_defer(req);
1832         de->req = req;
1833         de->seq = seq;
1834         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1835         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1836 }
1837
1838 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1839                            unsigned int issue_flags)
1840 {
1841         if (req->file || !def->needs_file)
1842                 return true;
1843
1844         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1845                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1846         else
1847                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1848
1849         return !!req->file;
1850 }
1851
1852 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1853 {
1854         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1855         const struct cred *creds = NULL;
1856         int ret;
1857
1858         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1859                 return -EBADF;
1860
1861         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1862                 creds = override_creds(req->creds);
1863
1864         if (!def->audit_skip)
1865                 audit_uring_entry(req->opcode);
1866
1867         ret = def->issue(req, issue_flags);
1868
1869         if (!def->audit_skip)
1870                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1871
1872         if (creds)
1873                 revert_creds(creds);
1874
1875         if (ret == IOU_OK) {
1876                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1877                         io_req_complete_defer(req);
1878                 else
1879                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1880         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1881                 return ret;
1882
1883         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1884         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1885                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1886
1887         return 0;
1888 }
1889
1890 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1891 {
1892         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1893         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1894                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1895 }
1896
1897 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1898 {
1899         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1900         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1901
1902         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1903                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1904                         nxt = io_req_find_next(req);
1905                 io_free_req(req);
1906         }
1907         return nxt ? &nxt->work : NULL;
1908 }
1909
1910 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1911 {
1912         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1913         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1914         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1915         bool needs_poll = false;
1916         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1917
1918         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1919         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1920                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1921         else
1922                 req_ref_get(req);
1923
1924         io_arm_ltimeout(req);
1925
1926         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1927         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1928 fail:
1929                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1930                 return;
1931         }
1932         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1933                 err = -EBADF;
1934                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1935                 goto fail;
1936         }
1937
1938         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1939                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1940
1941                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1942                         needs_poll = true;
1943                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1944                 }
1945         }
1946
1947         do {
1948                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1949                 if (ret != -EAGAIN)
1950                         break;
1951                 /*
1952                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1953                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1954                  * wait for request slots on the block side.
1955                  */
1956                 if (!needs_poll) {
1957                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1958                                 break;
1959                         cond_resched();
1960                         continue;
1961                 }
1962
1963                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1964                         return;
1965                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1966                 needs_poll = false;
1967                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1968         } while (1);
1969
1970         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1971         if (ret < 0)
1972                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1973 }
1974
1975 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1976                                       unsigned int issue_flags)
1977 {
1978         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1979         struct io_fixed_file *slot;
1980         struct file *file = NULL;
1981
1982         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1983
1984         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1985                 goto out;
1986         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1987         slot = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd);
1988         file = io_slot_file(slot);
1989         req->flags |= io_slot_flags(slot);
1990         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1991 out:
1992         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1993         return file;
1994 }
1995
1996 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1997 {
1998         struct file *file = fget(fd);
1999
2000         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2001
2002         /* we don't allow fixed io_uring files */
2003         if (file && io_is_uring_fops(file))
2004                 io_req_track_inflight(req);
2005         return file;
2006 }
2007
2008 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2009         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2010 {
2011         struct io_kiocb *linked_timeout;
2012
2013         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2014                 io_req_defer_failed(req, ret);
2015                 return;
2016         }
2017
2018         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2019
2020         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2021         case IO_APOLL_READY:
2022                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2023                 io_req_task_queue(req);
2024                 break;
2025         case IO_APOLL_ABORTED:
2026                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2027                 io_queue_iowq(req, NULL);
2028                 break;
2029         case IO_APOLL_OK:
2030                 break;
2031         }
2032
2033         if (linked_timeout)
2034                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2035 }
2036
2037 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2038         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2039 {
2040         int ret;
2041
2042         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2043
2044         /*
2045          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2046          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2047          */
2048         if (likely(!ret))
2049                 io_arm_ltimeout(req);
2050         else
2051                 io_queue_async(req, ret);
2052 }
2053
2054 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2055         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2056 {
2057         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2058                 /*
2059                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2060                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2061                  */
2062                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2063                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2064                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2065         } else {
2066                 int ret = io_req_prep_async(req);
2067
2068                 if (unlikely(ret)) {
2069                         io_req_defer_failed(req, ret);
2070                         return;
2071                 }
2072
2073                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2074                         io_drain_req(req);
2075                 else
2076                         io_queue_iowq(req, NULL);
2077         }
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2082  *
2083  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2084  */
2085 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2086                                         struct io_kiocb *req,
2087                                         unsigned int sqe_flags)
2088 {
2089         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2090                 return false;
2091
2092         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2093             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2094                 return false;
2095
2096         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2097                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2098                 return false;
2099
2100         return true;
2101 }
2102
2103 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2104 {
2105         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2106         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2107
2108         ctx->drain_active = true;
2109         if (head) {
2110                 /*
2111                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2112                  * the head request and the next request/link after the current
2113                  * link. Considering sequential execution of links,
2114                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2115                  * link.
2116                  */
2117                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2118                 ctx->drain_next = true;
2119         }
2120 }
2121
2122 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2123                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2124         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2125 {
2126         const struct io_issue_def *def;
2127         unsigned int sqe_flags;
2128         int personality;
2129         u8 opcode;
2130
2131         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2132         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2133         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2134         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2135         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2136         req->file = NULL;
2137         req->rsrc_node = NULL;
2138         req->task = current;
2139
2140         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2141                 req->opcode = 0;
2142                 return -EINVAL;
2143         }
2144         def = &io_issue_defs[opcode];
2145         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2146                 /* enforce forwards compatibility on users */
2147                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2148                         return -EINVAL;
2149                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2150                         if (!def->buffer_select)
2151                                 return -EOPNOTSUPP;
2152                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2153                 }
2154                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2155                         ctx->drain_disabled = true;
2156                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2157                         if (ctx->drain_disabled)
2158                                 return -EOPNOTSUPP;
2159                         io_init_req_drain(req);
2160                 }
2161         }
2162         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2163                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2164                         return -EACCES;
2165                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2166                 if (ctx->drain_active)
2167                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2168                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2169                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2170                         ctx->drain_next = false;
2171                         ctx->drain_active = true;
2172                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2173                 }
2174         }
2175
2176         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2177                 return -EINVAL;
2178         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2179                 return -EINVAL;
2180
2181         if (def->needs_file) {
2182                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2183
2184                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2185
2186                 /*
2187                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2188                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2189                  */
2190                 if (state->need_plug && def->plug) {
2191                         state->plug_started = true;
2192                         state->need_plug = false;
2193                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2194                 }
2195         }
2196
2197         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2198         if (personality) {
2199                 int ret;
2200
2201                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2202                 if (!req->creds)
2203                         return -EINVAL;
2204                 get_cred(req->creds);
2205                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2206                 if (ret) {
2207                         put_cred(req->creds);
2208                         return ret;
2209                 }
2210                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2211         }
2212
2213         return def->prep(req, sqe);
2214 }
2215
2216 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2217                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2218 {
2219         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2220         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2221         struct io_kiocb *head = link->head;
2222
2223         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2224
2225         /*
2226          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2227          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2228          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2229          * should find the flag and handle the rest.
2230          */
2231         req_fail_link_node(req, ret);
2232         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2233                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2234
2235         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2236                 if (head) {
2237                         link->last->link = req;
2238                         link->head = NULL;
2239                         req = head;
2240                 }
2241                 io_queue_sqe_fallback(req);
2242                 return ret;
2243         }
2244
2245         if (head)
2246                 link->last->link = req;
2247         else
2248                 link->head = req;
2249         link->last = req;
2250         return 0;
2251 }
2252
2253 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2254                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2255         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2256 {
2257         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2258         int ret;
2259
2260         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2261         if (unlikely(ret))
2262                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2263
2264         trace_io_uring_submit_req(req);
2265
2266         /*
2267          * If we already have a head request, queue this one for async
2268          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2269          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2270          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2271          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2272          */
2273         if (unlikely(link->head)) {
2274                 ret = io_req_prep_async(req);
2275                 if (unlikely(ret))
2276                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2277
2278                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2279                 link->last->link = req;
2280                 link->last = req;
2281
2282                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2283                         return 0;
2284                 /* last request of the link, flush it */
2285                 req = link->head;
2286                 link->head = NULL;
2287                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2288                         goto fallback;
2289
2290         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2291                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2292                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2293                         link->head = req;
2294                         link->last = req;
2295                 } else {
2296 fallback:
2297                         io_queue_sqe_fallback(req);
2298                 }
2299                 return 0;
2300         }
2301
2302         io_queue_sqe(req);
2303         return 0;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2308  */
2309 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2310 {
2311         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2312
2313         if (unlikely(state->link.head))
2314                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2315         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2316         io_submit_flush_completions(ctx);
2317         if (state->plug_started)
2318                 blk_finish_plug(&state->plug);
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Start submission side cache.
2323  */
2324 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2325                                   unsigned int max_ios)
2326 {
2327         state->plug_started = false;
2328         state->need_plug = max_ios > 2;
2329         state->submit_nr = max_ios;
2330         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2331         state->link.head = NULL;
2332 }
2333
2334 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2335 {
2336         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2337
2338         /*
2339          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2340          * since once we write the new head, the application could
2341          * write new data to them.
2342          */
2343         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2348  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2349  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2350  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2351  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2352  * prevent a re-load down the line.
2353  */
2354 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2355 {
2356         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2357         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2358
2359         /*
2360          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2361          *
2362          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2363          *    head updates.
2364          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2365          *    though the application is the one updating it.
2366          */
2367         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2368         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2369                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2370                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2371                         head <<= 1;
2372                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2373                 return true;
2374         }
2375
2376         /* drop invalid entries */
2377         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2378         ctx->cq_extra--;
2379         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2380         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2381                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2382         return false;
2383 }
2384
2385 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2386         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2387 {
2388         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2389         unsigned int left;
2390         int ret;
2391
2392         if (unlikely(!entries))
2393                 return 0;
2394         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2395         ret = left = min(nr, entries);
2396         io_get_task_refs(left);
2397         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2398
2399         do {
2400                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2401                 struct io_kiocb *req;
2402
2403                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2404                         break;
2405                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2406                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2407                         break;
2408                 }
2409
2410                 /*
2411                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2412                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2413                  */
2414                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2415                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2416                         left--;
2417                         break;
2418                 }
2419         } while (--left);
2420
2421         if (unlikely(left)) {
2422                 ret -= left;
2423                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2424                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2425                         ret = -EAGAIN;
2426                 current->io_uring->cached_refs += left;
2427         }
2428
2429         io_submit_state_end(ctx);
2430          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2431         io_commit_sqring(ctx);
2432         return ret;
2433 }
2434
2435 struct io_wait_queue {
2436         struct wait_queue_entry wq;
2437         struct io_ring_ctx *ctx;
2438         unsigned cq_tail;
2439         unsigned nr_timeouts;
2440         ktime_t timeout;
2441 };
2442
2443 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2444 {
2445         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2446                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2447 }
2448
2449 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2450 {
2451         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2452         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2453
2454         /*
2455          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2456          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2457          * regardless of event count.
2458          */
2459         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2460 }
2461
2462 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2463                             int wake_flags, void *key)
2464 {
2465         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2466
2467         /*
2468          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2469          * the task, and the next invocation will do it.
2470          */
2471         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2472                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2473         return -1;
2474 }
2475
2476 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2477 {
2478         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2479                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2480                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2481                         return 1;
2482         }
2483         if (io_run_task_work() > 0)
2484                 return 1;
2485         if (task_sigpending(current))
2486                 return -EINTR;
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 /* when returns >0, the caller should retry */
2491 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2492                                           struct io_wait_queue *iowq)
2493 {
2494         int token, ret;
2495
2496         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2497                 return 1;
2498         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2499                 return 1;
2500         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2501                 return 1;
2502         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2503                 return -EINTR;
2504         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2505                 return 0;
2506
2507         /*
2508          * Use io_schedule_prepare/finish, so cpufreq can take into account
2509          * that the task is waiting for IO - turns out to be important for low
2510          * QD IO.
2511          */
2512         token = io_schedule_prepare();
2513         ret = 0;
2514         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2515                 schedule();
2516         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2517                 ret = -ETIME;
2518         io_schedule_finish(token);
2519         return ret;
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2524  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2525  */
2526 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2527                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2528                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2529 {
2530         struct io_wait_queue iowq;
2531         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2532         int ret;
2533
2534         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2535                 return -EEXIST;
2536         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2537                 io_run_local_work(ctx);
2538         io_run_task_work();
2539         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2540         /* if user messes with these they will just get an early return */
2541         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2542                 return 0;
2543
2544         if (sig) {
2545 #ifdef CONFIG_COMPAT
2546                 if (in_compat_syscall())
2547                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2548                                                       sigsz);
2549                 else
2550 #endif
2551                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2552
2553                 if (ret)
2554                         return ret;
2555         }
2556
2557         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2558         iowq.wq.private = current;
2559         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2560         iowq.ctx = ctx;
2561         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2562         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2563         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2564
2565         if (uts) {
2566                 struct timespec64 ts;
2567
2568                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2569                         return -EFAULT;
2570                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2571         }
2572
2573         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2574         do {
2575                 unsigned long check_cq;
2576
2577                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2578                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2579
2580                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2581                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2582                 } else {
2583                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2584                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2585                 }
2586
2587                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2588                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2589                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2590
2591                 if (ret < 0)
2592                         break;
2593                 /*
2594                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2595                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2596                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2597                  */
2598                 io_run_task_work();
2599                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2600                         io_run_local_work(ctx);
2601
2602                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2603                 if (unlikely(check_cq)) {
2604                         /* let the caller flush overflows, retry */
2605                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2606                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2607                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2608                                 ret = -EBADR;
2609                                 break;
2610                         }
2611                 }
2612
2613                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2614                         ret = 0;
2615                         break;
2616                 }
2617                 cond_resched();
2618         } while (1);
2619
2620         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2621                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2622         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2623
2624         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2625 }
2626
2627 static void io_mem_free(void *ptr)
2628 {
2629         struct page *page;
2630
2631         if (!ptr)
2632                 return;
2633
2634         page = virt_to_head_page(ptr);
2635         if (put_page_testzero(page))
2636                 free_compound_page(page);
2637 }
2638
2639 static void io_pages_free(struct page ***pages, int npages)
2640 {
2641         struct page **page_array;
2642         int i;
2643
2644         if (!pages)
2645                 return;
2646         page_array = *pages;
2647         for (i = 0; i < npages; i++)
2648                 unpin_user_page(page_array[i]);
2649         kvfree(page_array);
2650         *pages = NULL;
2651 }
2652
2653 static void *__io_uaddr_map(struct page ***pages, unsigned short *npages,
2654                             unsigned long uaddr, size_t size)
2655 {
2656         struct page **page_array;
2657         unsigned int nr_pages;
2658         int ret;
2659
2660         *npages = 0;
2661
2662         if (uaddr & (PAGE_SIZE - 1) || !size)
2663                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2664
2665         nr_pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
2666         if (nr_pages > USHRT_MAX)
2667                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2668         page_array = kvmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
2669         if (!page_array)
2670                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2671
2672         ret = pin_user_pages_fast(uaddr, nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
2673                                         page_array);
2674         if (ret != nr_pages) {
2675 err:
2676                 io_pages_free(&page_array, ret > 0 ? ret : 0);
2677                 return ret < 0 ? ERR_PTR(ret) : ERR_PTR(-EFAULT);
2678         }
2679         /*
2680          * Should be a single page. If the ring is small enough that we can
2681          * use a normal page, that is fine. If we need multiple pages, then
2682          * userspace should use a huge page. That's the only way to guarantee
2683          * that we get contigious memory, outside of just being lucky or
2684          * (currently) having low memory fragmentation.
2685          */
2686         if (page_array[0] != page_array[ret - 1])
2687                 goto err;
2688         *pages = page_array;
2689         *npages = nr_pages;
2690         return page_to_virt(page_array[0]);
2691 }
2692
2693 static void *io_rings_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2694                           size_t size)
2695 {
2696         return __io_uaddr_map(&ctx->ring_pages, &ctx->n_ring_pages, uaddr,
2697                                 size);
2698 }
2699
2700 static void *io_sqes_map(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned long uaddr,
2701                          size_t size)
2702 {
2703         return __io_uaddr_map(&ctx->sqe_pages, &ctx->n_sqe_pages, uaddr,
2704                                 size);
2705 }
2706
2707 static void io_rings_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2708 {
2709         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)) {
2710                 io_mem_free(ctx->rings);
2711                 io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2712                 ctx->rings = NULL;
2713                 ctx->sq_sqes = NULL;
2714         } else {
2715                 io_pages_free(&ctx->ring_pages, ctx->n_ring_pages);
2716                 io_pages_free(&ctx->sqe_pages, ctx->n_sqe_pages);
2717         }
2718 }
2719
2720 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2721 {
2722         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2723         void *ret;
2724
2725         ret = (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2726         if (ret)
2727                 return ret;
2728         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2729 }
2730
2731 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2732                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2733 {
2734         struct io_rings *rings;
2735         size_t off, sq_array_size;
2736
2737         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2738         if (off == SIZE_MAX)
2739                 return SIZE_MAX;
2740         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2741                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2742                         return SIZE_MAX;
2743         }
2744
2745 #ifdef CONFIG_SMP
2746         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2747         if (off == 0)
2748                 return SIZE_MAX;
2749 #endif
2750
2751         if (sq_offset)
2752                 *sq_offset = off;
2753
2754         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2755         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2756                 return SIZE_MAX;
2757
2758         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2759                 return SIZE_MAX;
2760
2761         return off;
2762 }
2763
2764 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2765                                unsigned int eventfd_async)
2766 {
2767         struct io_ev_fd *ev_fd;
2768         __s32 __user *fds = arg;
2769         int fd;
2770
2771         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2772                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2773         if (ev_fd)
2774                 return -EBUSY;
2775
2776         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2777                 return -EFAULT;
2778
2779         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2780         if (!ev_fd)
2781                 return -ENOMEM;
2782
2783         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2784         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2785                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2786                 kfree(ev_fd);
2787                 return ret;
2788         }
2789
2790         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2791         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2792         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2793
2794         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2795         ctx->has_evfd = true;
2796         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2797         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2798         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2799         return 0;
2800 }
2801
2802 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2803 {
2804         struct io_ev_fd *ev_fd;
2805
2806         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2807                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2808         if (ev_fd) {
2809                 ctx->has_evfd = false;
2810                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2811                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2812                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2813                 return 0;
2814         }
2815
2816         return -ENXIO;
2817 }
2818
2819 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2820 {
2821         struct io_kiocb *req;
2822         int nr = 0;
2823
2824         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2825         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2826
2827         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2828                 req = io_extract_req(ctx);
2829                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2830                 nr++;
2831         }
2832         if (nr)
2833                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2834         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2835 }
2836
2837 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2838 {
2839         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2840 }
2841
2842 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2843 {
2844         io_sq_thread_finish(ctx);
2845         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2846         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list)))
2847                 return;
2848
2849         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2850         if (ctx->buf_data)
2851                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2852         if (ctx->file_data)
2853                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2854         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2855         io_eventfd_unregister(ctx);
2856         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2857         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2858         io_destroy_buffers(ctx);
2859         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2860         if (ctx->sq_creds)
2861                 put_cred(ctx->sq_creds);
2862         if (ctx->submitter_task)
2863                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2864
2865         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2866         if (ctx->rsrc_node)
2867                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2868
2869         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2870
2871 #if defined(CONFIG_UNIX)
2872         if (ctx->ring_sock) {
2873                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2874                 sock_release(ctx->ring_sock);
2875         }
2876 #endif
2877         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2878
2879         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2880         if (ctx->mm_account) {
2881                 mmdrop(ctx->mm_account);
2882                 ctx->mm_account = NULL;
2883         }
2884         io_rings_free(ctx);
2885
2886         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2887         free_uid(ctx->user);
2888         io_req_caches_free(ctx);
2889         if (ctx->hash_map)
2890                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2891         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2892         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2893         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2894         kfree(ctx->io_bl);
2895         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2896         kfree(ctx);
2897 }
2898
2899 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2900 {
2901         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2902                                                poll_wq_task_work);
2903
2904         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2905         ctx->poll_activated = true;
2906         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2907
2908         /*
2909          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2910          * might've been lost due to loose synchronisation.
2911          */
2912         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2913         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2914 }
2915
2916 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2917 {
2918         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2919         /* already activated or in progress */
2920         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2921                 goto out;
2922         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2923                 goto out;
2924         if (!ctx->submitter_task)
2925                 goto out;
2926         /*
2927          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2928          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2929          */
2930         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2931         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2932         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2933                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2934 out:
2935         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2936 }
2937
2938 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2939 {
2940         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2941         __poll_t mask = 0;
2942
2943         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2944                 io_activate_pollwq(ctx);
2945
2946         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2947         /*
2948          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2949          * io_commit_cqring
2950          */
2951         smp_rmb();
2952         if (!io_sqring_full(ctx))
2953                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2954
2955         /*
2956          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2957          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2958          *      CPU0                    CPU1
2959          *      ----                    ----
2960          * lock(&ctx->uring_lock);
2961          *                              lock(&ep->mtx);
2962          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2963          * lock(&ep->mtx);
2964          *
2965          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2966          * pushes them to do the flush.
2967          */
2968
2969         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2970                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2971
2972         return mask;
2973 }
2974
2975 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2976 {
2977         const struct cred *creds;
2978
2979         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2980         if (creds) {
2981                 put_cred(creds);
2982                 return 0;
2983         }
2984
2985         return -EINVAL;
2986 }
2987
2988 struct io_tctx_exit {
2989         struct callback_head            task_work;
2990         struct completion               completion;
2991         struct io_ring_ctx              *ctx;
2992 };
2993
2994 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2995 {
2996         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2997         struct io_tctx_exit *work;
2998
2999         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
3000         /*
3001          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
3002          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
3003          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
3004          * work cancelation off the exec path.
3005          */
3006         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
3007                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
3008         complete(&work->completion);
3009 }
3010
3011 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3012 {
3013         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3014
3015         return req->ctx == data;
3016 }
3017
3018 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3019 {
3020         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3021         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3022         unsigned long interval = HZ / 20;
3023         struct io_tctx_exit exit;
3024         struct io_tctx_node *node;
3025         int ret;
3026
3027         /*
3028          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3029          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3030          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3031          * as nobody else will be looking for them.
3032          */
3033         do {
3034                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3035                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3036                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3037                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3038                 }
3039
3040                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3041                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3042
3043                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3044                         cond_resched();
3045
3046                 if (ctx->sq_data) {
3047                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3048                         struct task_struct *tsk;
3049
3050                         io_sq_thread_park(sqd);
3051                         tsk = sqd->thread;
3052                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3053                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3054                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3055                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3056                 }
3057
3058                 io_req_caches_free(ctx);
3059
3060                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3061                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3062                         interval = HZ * 60;
3063                 }
3064                 /*
3065                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
3066                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
3067                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
3068                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
3069                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
3070                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
3071                  * complete. That's a synthetic situation that should not
3072                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
3073                  * on stuck tasks if that is enabled.
3074                  */
3075         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3076
3077         init_completion(&exit.completion);
3078         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3079         exit.ctx = ctx;
3080         /*
3081          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3082          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3083          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3084          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3085          */
3086         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3087         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3088                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3089
3090                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3091                                         ctx_node);
3092                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3093                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3094                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3095                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3096                         continue;
3097
3098                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3099                 /*
3100                  * See comment above for
3101                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
3102                  * wait is marked as interruptible.
3103                  */
3104                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
3105                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3106         }
3107         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3108         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3109         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3110
3111         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3112         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3113                 synchronize_rcu();
3114
3115         io_ring_ctx_free(ctx);
3116 }
3117
3118 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3119 {
3120         unsigned long index;
3121         struct creds *creds;
3122
3123         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3124         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3125         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3126                 io_unregister_personality(ctx, index);
3127         if (ctx->rings)
3128                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3129         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3130
3131         /*
3132          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3133          * and therefore did not submit any requests
3134          */
3135         if (ctx->rings)
3136                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3137
3138         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
3139
3140         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3141         /*
3142          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3143          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3144          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3145          * over using system_wq.
3146          */
3147         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3148 }
3149
3150 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3151 {
3152         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3153
3154         file->private_data = NULL;
3155         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3156         return 0;
3157 }
3158
3159 struct io_task_cancel {
3160         struct task_struct *task;
3161         bool all;
3162 };
3163
3164 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3165 {
3166         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3167         struct io_task_cancel *cancel = data;
3168
3169         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3170 }
3171
3172 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3173                                          struct task_struct *task,
3174                                          bool cancel_all)
3175 {
3176         struct io_defer_entry *de;
3177         LIST_HEAD(list);
3178
3179         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3180         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3181                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3182                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3183                         break;
3184                 }
3185         }
3186         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3187         if (list_empty(&list))
3188                 return false;
3189
3190         while (!list_empty(&list)) {
3191                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3192                 list_del_init(&de->list);
3193                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3194                 kfree(de);
3195         }
3196         return true;
3197 }
3198
3199 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3200 {
3201         struct io_tctx_node *node;
3202         enum io_wq_cancel cret;
3203         bool ret = false;
3204
3205         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3206         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3207                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3208
3209                 /*
3210                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3211                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3212                  */
3213                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3214                         continue;
3215                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3216                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3217         }
3218         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3219
3220         return ret;
3221 }
3222
3223 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3224                                                 struct task_struct *task,
3225                                                 bool cancel_all)
3226 {
3227         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3228         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3229         enum io_wq_cancel cret;
3230         bool ret = false;
3231
3232         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3233         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3234                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3235                 smp_mb();
3236         }
3237
3238         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3239         if (!ctx->rings)
3240                 return false;
3241
3242         if (!task) {
3243                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3244         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3245                 /*
3246                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3247                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3248                  */
3249                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3250                                        &cancel, true);
3251                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3252         }
3253
3254         /* SQPOLL thread does its own polling */
3255         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3256             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3257                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3258                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3259                         ret = true;
3260                         cond_resched();
3261                 }
3262         }
3263
3264         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3265             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3266                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3267         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3268         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3269         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3270         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3271         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3272         if (task)
3273                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3274         return ret;
3275 }
3276
3277 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3278 {
3279         if (tracked)
3280                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3281         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3282 }
3283
3284 /*
3285  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3286  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3287  */
3288 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3289 {
3290         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3291         struct io_ring_ctx *ctx;
3292         struct io_tctx_node *node;
3293         unsigned long index;
3294         s64 inflight;
3295         DEFINE_WAIT(wait);
3296
3297         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3298
3299         if (!current->io_uring)
3300                 return;
3301         if (tctx->io_wq)
3302                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3303
3304         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3305         do {
3306                 bool loop = false;
3307
3308                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3309                 /* read completions before cancelations */
3310                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3311                 if (!inflight)
3312                         break;
3313
3314                 if (!sqd) {
3315                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3316                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3317                                 if (node->ctx->sq_data)
3318                                         continue;
3319                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3320                                                         current, cancel_all);
3321                         }
3322                 } else {
3323                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3324                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3325                                                                      current,
3326                                                                      cancel_all);
3327                 }
3328
3329                 if (loop) {
3330                         cond_resched();
3331                         continue;
3332                 }
3333
3334                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3335                 io_run_task_work();
3336                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3337                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3338                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3339                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3340                                              node->ctx->submitter_task != current);
3341                                 goto end_wait;
3342                         }
3343                 }
3344                 /*
3345                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3346                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3347                  * prepare_to_wait().
3348                  */
3349                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3350                         schedule();
3351 end_wait:
3352                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3353         } while (1);
3354
3355         io_uring_clean_tctx(tctx);
3356         if (cancel_all) {
3357                 /*
3358                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3359                  * ->in_cancel set for normal exit.
3360                  */
3361                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3362                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3363                 __io_uring_free(current);
3364         }
3365 }
3366
3367 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3368 {
3369         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3370 }
3371
3372 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3373                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3374 {
3375         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3376         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3377         struct page *page;
3378         void *ptr;
3379
3380         /* Don't allow mmap if the ring was setup without it */
3381         if (ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP)
3382                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3383
3384         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3385         case IORING_OFF_SQ_RING:
3386         case IORING_OFF_CQ_RING:
3387                 ptr = ctx->rings;
3388                 break;
3389         case IORING_OFF_SQES:
3390                 ptr = ctx->sq_sqes;
3391                 break;
3392         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3393                 unsigned int bgid;
3394
3395                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3396                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3397                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3398                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3399                 if (!ptr)
3400                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3401                 break;
3402                 }
3403         default:
3404                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3405         }
3406
3407         page = virt_to_head_page(ptr);
3408         if (sz > page_size(page))
3409                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3410
3411         return ptr;
3412 }
3413
3414 #ifdef CONFIG_MMU
3415
3416 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3417 {
3418         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3419         unsigned long pfn;
3420         void *ptr;
3421
3422         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3423         if (IS_ERR(ptr))
3424                 return PTR_ERR(ptr);
3425
3426         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3427         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3428 }
3429
3430 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3431                         unsigned long addr, unsigned long len,
3432                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3433 {
3434         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3435         struct vm_unmapped_area_info info;
3436         void *ptr;
3437
3438         /*
3439          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3440          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3441          * kernel kmalloc()ed memory area.
3442          */
3443         if (addr)
3444                 return -EINVAL;
3445
3446         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3447         if (IS_ERR(ptr))
3448                 return -ENOMEM;
3449
3450         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3451         info.length = len;
3452         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3453         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3454 #ifdef SHM_COLOUR
3455         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3456 #else
3457         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3458 #endif
3459         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3460
3461         /*
3462          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3463          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3464          * can happen with large stack limits and large mmap()
3465          * allocations.
3466          */
3467         addr = vm_unmapped_area(&info);
3468         if (offset_in_page(addr)) {
3469                 info.flags = 0;
3470                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3471                 info.high_limit = mmap_end;
3472                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3473         }
3474
3475         return addr;
3476 }
3477
3478 #else /* !CONFIG_MMU */
3479
3480 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3481 {
3482         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3483 }
3484
3485 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3486 {
3487         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3488 }
3489
3490 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3491         unsigned long addr, unsigned long len,
3492         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3493 {
3494         void *ptr;
3495
3496         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3497         if (IS_ERR(ptr))
3498                 return PTR_ERR(ptr);
3499
3500         return (unsigned long) ptr;
3501 }
3502
3503 #endif /* !CONFIG_MMU */
3504
3505 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3506 {
3507         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3508                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3509
3510                 if (argsz != sizeof(arg))
3511                         return -EINVAL;
3512                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3513                         return -EFAULT;
3514         }
3515         return 0;
3516 }
3517
3518 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3519                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3520                           const sigset_t __user **sig)
3521 {
3522         struct io_uring_getevents_arg arg;
3523
3524         /*
3525          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3526          * is just a pointer to the sigset_t.
3527          */
3528         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3529                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3530                 *ts = NULL;
3531                 return 0;
3532         }
3533
3534         /*
3535          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3536          * timespec and sigset_t pointers if good.
3537          */
3538         if (*argsz != sizeof(arg))
3539                 return -EINVAL;
3540         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3541                 return -EFAULT;
3542         if (arg.pad)
3543                 return -EINVAL;
3544         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3545         *argsz = arg.sigmask_sz;
3546         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3547         return 0;
3548 }
3549
3550 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3551                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3552                 size_t, argsz)
3553 {
3554         struct io_ring_ctx *ctx;
3555         struct fd f;
3556         long ret;
3557
3558         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3559                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3560                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3561                 return -EINVAL;
3562
3563         /*
3564          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3565          * need only dereference our task private array to find it.
3566          */
3567         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3568                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3569
3570                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3571                         return -EINVAL;
3572                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3573                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3574                 f.flags = 0;
3575                 if (unlikely(!f.file))
3576                         return -EBADF;
3577         } else {
3578                 f = fdget(fd);
3579                 if (unlikely(!f.file))
3580                         return -EBADF;
3581                 ret = -EOPNOTSUPP;
3582                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3583                         goto out;
3584         }
3585
3586         ctx = f.file->private_data;
3587         ret = -EBADFD;
3588         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3589                 goto out;
3590
3591         /*
3592          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3593          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3594          * we were asked to.
3595          */
3596         ret = 0;
3597         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3598                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3599
3600                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3601                         ret = -EOWNERDEAD;
3602                         goto out;
3603                 }
3604                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3605                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3606                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3607                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3608
3609                 ret = to_submit;
3610         } else if (to_submit) {
3611                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3612                 if (unlikely(ret))
3613                         goto out;
3614
3615                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3616                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3617                 if (ret != to_submit) {
3618                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3619                         goto out;
3620                 }
3621                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3622                         if (ctx->syscall_iopoll)
3623                                 goto iopoll_locked;
3624                         /*
3625                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3626                          * it should handle ownership problems if any.
3627                          */
3628                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3629                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3630                 }
3631                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3632         }
3633
3634         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3635                 int ret2;
3636
3637                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3638                         /*
3639                          * We disallow the app entering submit/complete with
3640                          * polling, but we still need to lock the ring to
3641                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3642                          * a workqueue.
3643                          */
3644                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3645 iopoll_locked:
3646                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3647                         if (likely(!ret2)) {
3648                                 min_complete = min(min_complete,
3649                                                    ctx->cq_entries);
3650                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3651                         }
3652                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3653                 } else {
3654                         const sigset_t __user *sig;
3655                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3656
3657                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3658                         if (likely(!ret2)) {
3659                                 min_complete = min(min_complete,
3660                                                    ctx->cq_entries);
3661                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3662                                                       argsz, ts);
3663                         }
3664                 }
3665
3666                 if (!ret) {
3667                         ret = ret2;
3668
3669                         /*
3670                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3671                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3672                          * as they are obviously ok with those drops.
3673                          */
3674                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3675                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3676                                           &ctx->check_cq);
3677                 }
3678         }
3679 out:
3680         fdput(f);
3681         return ret;
3682 }
3683
3684 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3685         .release        = io_uring_release,
3686         .mmap           = io_uring_mmap,
3687 #ifndef CONFIG_MMU
3688         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3689         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3690 #else
3691         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3692 #endif
3693         .poll           = io_uring_poll,
3694 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3695         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3696 #endif
3697 };
3698
3699 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3700 {
3701         return file->f_op == &io_uring_fops;
3702 }
3703
3704 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3705                                          struct io_uring_params *p)
3706 {
3707         struct io_rings *rings;
3708         size_t size, sq_array_offset;
3709         void *ptr;
3710
3711         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3712         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3713         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3714
3715         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3716         if (size == SIZE_MAX)
3717                 return -EOVERFLOW;
3718
3719         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3720                 rings = io_mem_alloc(size);
3721         else
3722                 rings = io_rings_map(ctx, p->cq_off.user_addr, size);
3723
3724         if (IS_ERR(rings))
3725                 return PTR_ERR(rings);
3726
3727         ctx->rings = rings;
3728         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3729         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3730         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3731         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3732         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3733
3734         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3735                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3736         else
3737                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3738         if (size == SIZE_MAX) {
3739                 io_rings_free(ctx);
3740                 return -EOVERFLOW;
3741         }
3742
3743         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3744                 ptr = io_mem_alloc(size);
3745         else
3746                 ptr = io_sqes_map(ctx, p->sq_off.user_addr, size);
3747
3748         if (IS_ERR(ptr)) {
3749                 io_rings_free(ctx);
3750                 return PTR_ERR(ptr);
3751         }
3752
3753         ctx->sq_sqes = ptr;
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 static int io_uring_install_fd(struct file *file)
3758 {
3759         int fd;
3760
3761         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3762         if (fd < 0)
3763                 return fd;
3764         fd_install(fd, file);
3765         return fd;
3766 }
3767
3768 /*
3769  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3770  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3771  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3772  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3773  */
3774 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3775 {
3776         struct file *file;
3777 #if defined(CONFIG_UNIX)
3778         int ret;
3779
3780         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3781                                 &ctx->ring_sock);
3782         if (ret)
3783                 return ERR_PTR(ret);
3784 #endif
3785
3786         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3787                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3788 #if defined(CONFIG_UNIX)
3789         if (IS_ERR(file)) {
3790                 sock_release(ctx->ring_sock);
3791                 ctx->ring_sock = NULL;
3792         } else {
3793                 ctx->ring_sock->file = file;
3794         }
3795 #endif
3796         return file;
3797 }
3798
3799 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3800                                   struct io_uring_params __user *params)
3801 {
3802         struct io_ring_ctx *ctx;
3803         struct io_uring_task *tctx;
3804         struct file *file;
3805         int ret;
3806
3807         if (!entries)
3808                 return -EINVAL;
3809         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3810                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3811                         return -EINVAL;
3812                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3813         }
3814
3815         if ((p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3816             && !(p->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3817                 return -EINVAL;
3818
3819         /*
3820          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3821          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3822          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3823          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3824          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3825          * of CQ ring entries manually.
3826          */
3827         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3828         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3829                 /*
3830                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3831                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3832                  * any cq vs sq ring sizing.
3833                  */
3834                 if (!p->cq_entries)
3835                         return -EINVAL;
3836                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3837                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3838                                 return -EINVAL;
3839                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3840                 }
3841                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3842                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3843                         return -EINVAL;
3844         } else {
3845                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3846         }
3847
3848         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3849         if (!ctx)
3850                 return -ENOMEM;
3851
3852         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3853             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3854             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3855                 ctx->task_complete = true;
3856
3857         /*
3858          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3859          * purposes, see io_activate_pollwq()
3860          */
3861         if (!ctx->task_complete)
3862                 ctx->poll_activated = true;
3863
3864         /*
3865          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3866          * space applications don't need to do io completion events
3867          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3868          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3869          */
3870         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3871             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3872                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3873
3874         ctx->compat = in_compat_syscall();
3875         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3876                 ctx->user = get_uid(current_user());
3877
3878         /*
3879          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3880          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3881          */
3882         ret = -EINVAL;
3883         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3884                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3885                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3886                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3887                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3888                         goto err;
3889                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3890         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3891                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3892         } else {
3893                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3894                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3895                         goto err;
3896                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3897         }
3898
3899         /*
3900          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3901          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3902          * that.
3903          */
3904         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3905             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3906                 goto err;
3907         }
3908
3909         /*
3910          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3911          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3912          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3913          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3914          */
3915         mmgrab(current->mm);
3916         ctx->mm_account = current->mm;
3917
3918         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3919         if (ret)
3920                 goto err;
3921
3922         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3923         if (ret)
3924                 goto err;
3925
3926         ret = io_rsrc_init(ctx);
3927         if (ret)
3928                 goto err;
3929
3930         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3931         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3932         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3933         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3934         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3935         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3936         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3937         p->sq_off.resv1 = 0;
3938         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3939                 p->sq_off.user_addr = 0;
3940
3941         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3942         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3943         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3944         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3945         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3946         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3947         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3948         p->cq_off.resv1 = 0;
3949         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_NO_MMAP))
3950                 p->cq_off.user_addr = 0;
3951
3952         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3953                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3954                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3955                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3956                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3957                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3958                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3959
3960         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3961                 ret = -EFAULT;
3962                 goto err;
3963         }
3964
3965         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3966             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3967                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3968
3969         file = io_uring_get_file(ctx);
3970         if (IS_ERR(file)) {
3971                 ret = PTR_ERR(file);
3972                 goto err;
3973         }
3974
3975         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3976         if (ret)
3977                 goto err_fput;
3978         tctx = current->io_uring;
3979
3980         /*
3981          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3982          * having closed it before we finish setup
3983          */
3984         if (p->flags & IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY)
3985                 ret = io_ring_add_registered_file(tctx, file, 0, IO_RINGFD_REG_MAX);
3986         else
3987                 ret = io_uring_install_fd(file);
3988         if (ret < 0)
3989                 goto err_fput;
3990
3991         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3992         return ret;
3993 err:
3994         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3995         return ret;
3996 err_fput:
3997         fput(file);
3998         return ret;
3999 }
4000
4001 /*
4002  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
4003  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
4004  * params structure passed in.
4005  */
4006 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
4007 {
4008         struct io_uring_params p;
4009         int i;
4010
4011         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
4012                 return -EFAULT;
4013         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
4014                 if (p.resv[i])
4015                         return -EINVAL;
4016         }
4017
4018         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
4019                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
4020                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
4021                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
4022                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
4023                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
4024                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN |
4025                         IORING_SETUP_NO_MMAP | IORING_SETUP_REGISTERED_FD_ONLY))
4026                 return -EINVAL;
4027
4028         return io_uring_create(entries, &p, params);
4029 }
4030
4031 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
4032                 struct io_uring_params __user *, params)
4033 {
4034         return io_uring_setup(entries, params);
4035 }
4036
4037 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
4038                            unsigned nr_args)
4039 {
4040         struct io_uring_probe *p;
4041         size_t size;
4042         int i, ret;
4043
4044         size = struct_size(p, ops, nr_args);
4045         if (size == SIZE_MAX)
4046                 return -EOVERFLOW;
4047         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4048         if (!p)
4049                 return -ENOMEM;
4050
4051         ret = -EFAULT;
4052         if (copy_from_user(p, arg, size))
4053                 goto out;
4054         ret = -EINVAL;
4055         if (memchr_inv(p, 0, size))
4056                 goto out;
4057
4058         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4059         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4060                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4061
4062         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4063                 p->ops[i].op = i;
4064                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4065                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4066         }
4067         p->ops_len = i;
4068
4069         ret = 0;
4070         if (copy_to_user(arg, p, size))
4071                 ret = -EFAULT;
4072 out:
4073         kfree(p);
4074         return ret;
4075 }
4076
4077 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4078 {
4079         const struct cred *creds;
4080         u32 id;
4081         int ret;
4082
4083         creds = get_current_cred();
4084
4085         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4086                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4087         if (ret < 0) {
4088                 put_cred(creds);
4089                 return ret;
4090         }
4091         return id;
4092 }
4093
4094 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4095                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4096 {
4097         struct io_uring_restriction *res;
4098         size_t size;
4099         int i, ret;
4100
4101         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4102         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4103                 return -EBADFD;
4104
4105         /* We allow only a single restrictions registration */
4106         if (ctx->restrictions.registered)
4107                 return -EBUSY;
4108
4109         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4110                 return -EINVAL;
4111
4112         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4113         if (size == SIZE_MAX)
4114                 return -EOVERFLOW;
4115
4116         res = memdup_user(arg, size);
4117         if (IS_ERR(res))
4118                 return PTR_ERR(res);
4119
4120         ret = 0;
4121
4122         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4123                 switch (res[i].opcode) {
4124                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4125                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4126                                 ret = -EINVAL;
4127                                 goto out;
4128                         }
4129
4130                         __set_bit(res[i].register_op,
4131                                   ctx->restrictions.register_op);
4132                         break;
4133                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4134                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4135                                 ret = -EINVAL;
4136                                 goto out;
4137                         }
4138
4139                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4140                         break;
4141                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4142                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4143                         break;
4144                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4145                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4146                         break;
4147                 default:
4148                         ret = -EINVAL;
4149                         goto out;
4150                 }
4151         }
4152
4153 out:
4154         /* Reset all restrictions if an error happened */
4155         if (ret != 0)
4156                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4157         else
4158                 ctx->restrictions.registered = true;
4159
4160         kfree(res);
4161         return ret;
4162 }
4163
4164 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4165 {
4166         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4167                 return -EBADFD;
4168
4169         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4170                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4171                 /*
4172                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4173                  * submitter_task is set.
4174                  */
4175                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4176                         io_activate_pollwq(ctx);
4177         }
4178
4179         if (ctx->restrictions.registered)
4180                 ctx->restricted = 1;
4181
4182         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4183         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4184                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4185         return 0;
4186 }
4187
4188 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4189                                        void __user *arg, unsigned len)
4190 {
4191         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4192         cpumask_var_t new_mask;
4193         int ret;
4194
4195         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4196                 return -EINVAL;
4197
4198         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4199                 return -ENOMEM;
4200
4201         cpumask_clear(new_mask);
4202         if (len > cpumask_size())
4203                 len = cpumask_size();
4204
4205         if (in_compat_syscall()) {
4206                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4207                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4208                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4209         } else {
4210                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4211         }
4212
4213         if (ret) {
4214                 free_cpumask_var(new_mask);
4215                 return -EFAULT;
4216         }
4217
4218         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4219         free_cpumask_var(new_mask);
4220         return ret;
4221 }
4222
4223 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4224 {
4225         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4226
4227         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4228                 return -EINVAL;
4229
4230         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4231 }
4232
4233 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4234                                                void __user *arg)
4235         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4236 {
4237         struct io_tctx_node *node;
4238         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4239         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4240         __u32 new_count[2];
4241         int i, ret;
4242
4243         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4244                 return -EFAULT;
4245         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4246                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4247                         return -EINVAL;
4248
4249         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4250                 sqd = ctx->sq_data;
4251                 if (sqd) {
4252                         /*
4253                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4254                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4255                          * a ref to the ctx.
4256                          */
4257                         refcount_inc(&sqd->refs);
4258                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4259                         mutex_lock(&sqd->lock);
4260                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4261                         if (sqd->thread)
4262                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4263                 }
4264         } else {
4265                 tctx = current->io_uring;
4266         }
4267
4268         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4269
4270         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4271                 if (new_count[i])
4272                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4273         ctx->iowq_limits_set = true;
4274
4275         if (tctx && tctx->io_wq) {
4276                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4277                 if (ret)
4278                         goto err;
4279         } else {
4280                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4281         }
4282
4283         if (sqd) {
4284                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4285                 io_put_sq_data(sqd);
4286         }
4287
4288         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4289                 return -EFAULT;
4290
4291         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4292         if (sqd)
4293                 return 0;
4294
4295         /* now propagate the restriction to all registered users */
4296         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4297                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4298
4299                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4300                         continue;
4301
4302                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4303                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4304                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4305                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4306         }
4307         return 0;
4308 err:
4309         if (sqd) {
4310                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4311                 io_put_sq_data(sqd);
4312         }
4313         return ret;
4314 }
4315
4316 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4317                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4318         __releases(ctx->uring_lock)
4319         __acquires(ctx->uring_lock)
4320 {
4321         int ret;
4322
4323         /*
4324          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4325          * dying as we're holding a file ref here.
4326          */
4327         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4328                 return -ENXIO;
4329
4330         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4331                 return -EEXIST;
4332
4333         if (ctx->restricted) {
4334                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4335                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4336                         return -EACCES;
4337         }
4338
4339         switch (opcode) {
4340         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4341                 ret = -EFAULT;
4342                 if (!arg)
4343                         break;
4344                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4345                 break;
4346         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4347                 ret = -EINVAL;
4348                 if (arg || nr_args)
4349                         break;
4350                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4351                 break;
4352         case IORING_REGISTER_FILES:
4353                 ret = -EFAULT;
4354                 if (!arg)
4355                         break;
4356                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4357                 break;
4358         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4359                 ret = -EINVAL;
4360                 if (arg || nr_args)
4361                         break;
4362                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4363                 break;
4364         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4365                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4366                 break;
4367         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4368                 ret = -EINVAL;
4369                 if (nr_args != 1)
4370                         break;
4371                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4372                 break;
4373         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4374                 ret = -EINVAL;
4375                 if (nr_args != 1)
4376                         break;
4377                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4378                 break;
4379         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4380                 ret = -EINVAL;
4381                 if (arg || nr_args)
4382                         break;
4383                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4384                 break;
4385         case IORING_REGISTER_PROBE:
4386                 ret = -EINVAL;
4387                 if (!arg || nr_args > 256)
4388                         break;
4389                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4390                 break;
4391         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4392                 ret = -EINVAL;
4393                 if (arg || nr_args)
4394                         break;
4395                 ret = io_register_personality(ctx);
4396                 break;
4397         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4398                 ret = -EINVAL;
4399                 if (arg)
4400                         break;
4401                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4402                 break;
4403         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4404                 ret = -EINVAL;
4405                 if (arg || nr_args)
4406                         break;
4407                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4408                 break;
4409         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4410                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4411                 break;
4412         case IORING_REGISTER_FILES2:
4413                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4414                 break;
4415         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4416                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4417                                               IORING_RSRC_FILE);
4418                 break;
4419         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4420                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4421                 break;
4422         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4423                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4424                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4425                 break;
4426         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4427                 ret = -EINVAL;
4428                 if (!arg || !nr_args)
4429                         break;
4430                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4431                 break;
4432         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4433                 ret = -EINVAL;
4434                 if (arg || nr_args)
4435                         break;
4436                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4437                 break;
4438         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4439                 ret = -EINVAL;
4440                 if (!arg || nr_args != 2)
4441                         break;
4442                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4443                 break;
4444         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4445                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4446                 break;
4447         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4448                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4449                 break;
4450         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4451                 ret = -EINVAL;
4452                 if (!arg || nr_args != 1)
4453                         break;
4454                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4455                 break;
4456         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4457                 ret = -EINVAL;
4458                 if (!arg || nr_args != 1)
4459                         break;
4460                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4461                 break;
4462         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4463                 ret = -EINVAL;
4464                 if (!arg || nr_args != 1)
4465                         break;
4466                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4467                 break;
4468         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4469                 ret = -EINVAL;
4470                 if (!arg || nr_args)
4471                         break;
4472                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4473                 break;
4474         default:
4475                 ret = -EINVAL;
4476                 break;
4477         }
4478
4479         return ret;
4480 }
4481
4482 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4483                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4484 {
4485         struct io_ring_ctx *ctx;
4486         long ret = -EBADF;
4487         struct fd f;
4488         bool use_registered_ring;
4489
4490         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4491         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4492
4493         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4494                 return -EINVAL;
4495
4496         if (use_registered_ring) {
4497                 /*
4498                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4499                  * need only dereference our task private array to find it.
4500                  */
4501                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4502
4503                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4504                         return -EINVAL;
4505                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4506                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4507                 f.flags = 0;
4508                 if (unlikely(!f.file))
4509                         return -EBADF;
4510         } else {
4511                 f = fdget(fd);
4512                 if (unlikely(!f.file))
4513                         return -EBADF;
4514                 ret = -EOPNOTSUPP;
4515                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4516                         goto out_fput;
4517         }
4518
4519         ctx = f.file->private_data;
4520
4521         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4522         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4523         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4524         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4525 out_fput:
4526         fdput(f);
4527         return ret;
4528 }
4529
4530 static int __init io_uring_init(void)
4531 {
4532 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4533         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4534         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4535 } while (0)
4536
4537 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4538         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4539 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4540         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4541         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4542         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4543         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4544         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4545         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4546         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4547         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4548         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4549         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4550         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4551         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4552         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4553         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4554         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4555         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4556         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4557         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4558         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4559         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4560         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4561         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4562         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4563         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4564         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4565         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4566         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4567         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4568         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4569         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4570         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4571         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4572         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4573         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4574         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4575         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4576         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4577         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4578         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4579         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4580         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4581         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4582         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4583         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4584
4585         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4586                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4587         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4588                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4589
4590         /* ->buf_index is u16 */
4591         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4592         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4593                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4594
4595         /* should fit into one byte */
4596         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4597         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4598         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4599
4600         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4601
4602         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4603
4604         io_uring_optable_init();
4605
4606         /*
4607          * Allow user copy in the per-command field, which starts after the
4608          * file in io_kiocb and until the opcode field. The openat2 handling
4609          * requires copying in user memory into the io_kiocb object in that
4610          * range, and HARDENED_USERCOPY will complain if we haven't
4611          * correctly annotated this range.
4612          */
4613         req_cachep = kmem_cache_create_usercopy("io_kiocb",
4614                                 sizeof(struct io_kiocb), 0,
4615                                 SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4616                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
4617                                 offsetof(struct io_kiocb, cmd.data),
4618                                 sizeof_field(struct io_kiocb, cmd.data), NULL);
4619
4620         return 0;
4621 };
4622 __initcall(io_uring_init);