io_uring/io_uring.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
   4  * supporting fast/efficient IO.
   5  *
   6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
   7  * the application and kernel side.
   8  *
   9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
  10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
  11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
  12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
  13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
  14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
  15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
  16  * CQ entries.
  17  *
  18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
  19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
  20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
  21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
  22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
  23  * head will do).
  24  *
  25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
  26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
  27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
  28  * between.
  29  *
  30  * Also see the examples in the liburing library:
  31  *
  32  *      git://git.kernel.dk/liburing
  33  *
  34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
  35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
  36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
  37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
  38  *
  39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
  40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
  41  */
  42 #include <linux/kernel.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/errno.h>
  45 #include <linux/syscalls.h>
  46 #include <net/compat.h>
  47 #include <linux/refcount.h>
  48 #include <linux/uio.h>
  49 #include <linux/bits.h>
  50
  51 #include <linux/sched/signal.h>
  52 #include <linux/fs.h>
  53 #include <linux/file.h>
  54 #include <linux/fdtable.h>
  55 #include <linux/mm.h>
  56 #include <linux/mman.h>
  57 #include <linux/percpu.h>
  58 #include <linux/slab.h>
  59 #include <linux/bvec.h>
  60 #include <linux/net.h>
  61 #include <net/sock.h>
  62 #include <net/af_unix.h>
  63 #include <net/scm.h>
  64 #include <linux/anon_inodes.h>
  65 #include <linux/sched/mm.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67 #include <linux/nospec.h>
  68 #include <linux/highmem.h>
  69 #include <linux/fsnotify.h>
  70 #include <linux/fadvise.h>
  71 #include <linux/task_work.h>
  72 #include <linux/io_uring.h>
  73 #include <linux/audit.h>
  74 #include <linux/security.h>
  75
  76 #define CREATE_TRACE_POINTS
  77 #include <trace/events/io_uring.h>
  78
  79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
  80
  81 #include "io-wq.h"
  82
  83 #include "io_uring.h"
  84 #include "opdef.h"
  85 #include "refs.h"
  86 #include "tctx.h"
  87 #include "sqpoll.h"
  88 #include "fdinfo.h"
  89 #include "kbuf.h"
  90 #include "rsrc.h"
  91 #include "cancel.h"
  92 #include "net.h"
  93 #include "notif.h"
  94
  95 #include "timeout.h"
  96 #include "poll.h"
  97 #include "alloc_cache.h"
  98
  99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
 100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
 101
 102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 104
 105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 107
 108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 110
 111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 114
 115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 117
 118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 119
 120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 122
 123 enum {
 124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 126 };
 127
 128 enum {
 129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
 130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
 131 };
 132
 133 struct io_defer_entry {
 134         struct list_head        list;
 135         struct io_kiocb         *req;
 136         u32                     seq;
 137 };
 138
 139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 142
 143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 144                                          struct task_struct *task,
 145                                          bool cancel_all);
 146
 147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
 148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
 151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 152
 153 static struct kmem_cache *req_cachep;
 154
 155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 156 {
 157 #if defined(CONFIG_UNIX)
 158         if (io_is_uring_fops(file)) {
 159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 160
 161                 return ctx->ring_sock->sk;
 162         }
 163 #endif
 164         return NULL;
 165 }
 166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 167
 168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 169 {
 170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
 171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 172 }
 173
 174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 175 {
 176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 177 }
 178
 179 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 180 {
 181         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 182 }
 183
 184 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 185 {
 186         struct io_kiocb *req;
 187
 188         io_for_each_link(req, head) {
 189                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 190                         return true;
 191         }
 192         return false;
 193 }
 194
 195 /*
 196  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 197  * User must not hold timeout_lock.
 198  */
 199 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 200                         bool cancel_all)
 201 {
 202         bool matched;
 203
 204         if (task && head->task != task)
 205                 return false;
 206         if (cancel_all)
 207                 return true;
 208
 209         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 210                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 211
 212                 /* protect against races with linked timeouts */
 213                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 214                 matched = io_match_linked(head);
 215                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 216         } else {
 217                 matched = io_match_linked(head);
 218         }
 219         return matched;
 220 }
 221
 222 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 223 {
 224         req_set_fail(req);
 225         io_req_set_res(req, res, 0);
 226 }
 227
 228 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 229 {
 230         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 231 }
 232
 233 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 234 {
 235         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 236
 237         complete(&ctx->ref_comp);
 238 }
 239
 240 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 241 {
 242         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 243                                                 fallback_work.work);
 244         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 245         struct io_kiocb *req, *tmp;
 246         bool locked = false;
 247
 248         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 249         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 250                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 251
 252         if (locked) {
 253                 io_submit_flush_completions(ctx);
 254                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 255         }
 256         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 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->apoll_cache);
 312         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 313         init_completion(&ctx->ref_comp);
 314         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 315         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 316         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 317         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 318         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 319         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 320         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 325         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 327         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 328         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 329         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 331         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 332         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 333         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 334         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 335         return ctx;
 336 err:
 337         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 338         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 339         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 340         kfree(ctx->io_bl);
 341         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 342         kfree(ctx);
 343         return NULL;
 344 }
 345
 346 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 347 {
 348         struct io_rings *r = ctx->rings;
 349
 350         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 351         ctx->cq_extra--;
 352 }
 353
 354 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 355 {
 356         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 357                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 358
 359                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 360         }
 361
 362         return false;
 363 }
 364
 365 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 366 {
 367         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 368                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 369                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 370         }
 371 }
 372
 373 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 374 {
 375         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 376                 return NULL;
 377
 378         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 379         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 380
 381         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 382         io_req_set_refcount(req);
 383         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 384         return req->link;
 385 }
 386
 387 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 388 {
 389         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 390                 return NULL;
 391         return __io_prep_linked_timeout(req);
 392 }
 393
 394 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 395 {
 396         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 397 }
 398
 399 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 400 {
 401         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 402                 __io_arm_ltimeout(req);
 403 }
 404
 405 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 406 {
 407         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 408         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 409
 410         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 411                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 412                 req->creds = get_current_cred();
 413         }
 414
 415         req->work.list.next = NULL;
 416         req->work.flags = 0;
 417         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 418         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 419                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 420
 421         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 422                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 423
 424         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 425                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 426                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 427         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 428                 if (def->unbound_nonreg_file)
 429                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 430         }
 431 }
 432
 433 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 434 {
 435         struct io_kiocb *cur;
 436
 437         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 438                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 439
 440                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 441                 io_for_each_link(cur, req)
 442                         io_prep_async_work(cur);
 443                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 444         } else {
 445                 io_for_each_link(cur, req)
 446                         io_prep_async_work(cur);
 447         }
 448 }
 449
 450 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 451 {
 452         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 453         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 454
 455         BUG_ON(!tctx);
 456         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 457
 458         /* init ->work of the whole link before punting */
 459         io_prep_async_link(req);
 460
 461         /*
 462          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 463          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 464          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 465          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 466          * worker for it).
 467          */
 468         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 469                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 470
 471         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 472         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 473         if (link)
 474                 io_queue_linked_timeout(link);
 475 }
 476
 477 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 478 {
 479         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 480                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 481                                                 struct io_defer_entry, list);
 482
 483                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 484                         break;
 485                 list_del_init(&de->list);
 486                 io_req_task_queue(de->req);
 487                 kfree(de);
 488         }
 489 }
 490
 491
 492 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 493 {
 494         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 495         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 496
 497         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 498                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 499
 500         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 501          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 502          * it regardless.
 503          */
 504         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 505                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 506                 kfree(ev_fd);
 507         }
 508 }
 509
 510 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 511 {
 512         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 513
 514         rcu_read_lock();
 515         /*
 516          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 517          * and eventfd_signal
 518          */
 519         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 520
 521         /*
 522          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 523          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 524          * the function and rcu_read_lock.
 525          */
 526         if (unlikely(!ev_fd))
 527                 goto out;
 528         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 529                 goto out;
 530         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 531                 goto out;
 532
 533         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 534                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 535         } else {
 536                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 537                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 538                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 539                 else
 540                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 541         }
 542
 543 out:
 544         rcu_read_unlock();
 545 }
 546
 547 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 548 {
 549         bool skip;
 550
 551         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 552
 553         /*
 554          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 555          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 556          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 557          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 558          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 559          * posted to the CQ ring.
 560          */
 561         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 562         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 563         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 564         if (skip)
 565                 return;
 566
 567         io_eventfd_signal(ctx);
 568 }
 569
 570 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 571 {
 572         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
 573                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 574                 if (ctx->off_timeout_used)
 575                         io_flush_timeouts(ctx);
 576                 if (ctx->drain_active)
 577                         io_queue_deferred(ctx);
 578                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 579         }
 580         if (ctx->has_evfd)
 581                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 582 }
 583
 584 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
 585 {
 586         io_commit_cqring_flush(ctx);
 587         io_cqring_wake(ctx);
 588 }
 589
 590 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 591         __releases(ctx->completion_lock)
 592 {
 593         io_commit_cqring(ctx);
 594         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 595         io_cqring_ev_posted(ctx);
 596 }
 597
 598 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 599 {
 600         __io_cq_unlock_post(ctx);
 601 }
 602
 603 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 604 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
 605 {
 606         bool all_flushed;
 607         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 608
 609         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 610                 return false;
 611
 612         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 613                 cqe_size <<= 1;
 614
 615         io_cq_lock(ctx);
 616         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 617                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 618                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 619
 620                 if (!cqe && !force)
 621                         break;
 622                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 623                                         struct io_overflow_cqe, list);
 624                 if (cqe)
 625                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 626                 else
 627                         io_account_cq_overflow(ctx);
 628
 629                 list_del(&ocqe->list);
 630                 kfree(ocqe);
 631         }
 632
 633         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
 634         if (all_flushed) {
 635                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 636                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 637         }
 638
 639         io_cq_unlock_post(ctx);
 640         return all_flushed;
 641 }
 642
 643 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 644 {
 645         bool ret = true;
 646
 647         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
 648                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 649                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 650                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 651                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
 652                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 653                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 654         }
 655
 656         return ret;
 657 }
 658
 659 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 660 {
 661         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 662
 663         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 664         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 665                 wake_up(&tctx->wait);
 666         put_task_struct_many(task, nr);
 667 }
 668
 669 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 670 {
 671         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 672
 673         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 674         refcount_add(refill, &current->usage);
 675         tctx->cached_refs += refill;
 676 }
 677
 678 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 679 {
 680         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 681         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 682
 683         if (refs) {
 684                 tctx->cached_refs = 0;
 685                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 686                 put_task_struct_many(task, refs);
 687         }
 688 }
 689
 690 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 691                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 692 {
 693         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 694         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 695         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 696
 697         if (is_cqe32)
 698                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 699
 700         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 701         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 702         if (!ocqe) {
 703                 /*
 704                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 705                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 706                  * on the floor.
 707                  */
 708                 io_account_cq_overflow(ctx);
 709                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 710                 return false;
 711         }
 712         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 713                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 714                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 715
 716         }
 717         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 718         ocqe->cqe.res = res;
 719         ocqe->cqe.flags = cflags;
 720         if (is_cqe32) {
 721                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 722                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 723         }
 724         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 725         return true;
 726 }
 727
 728 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 729 {
 730         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 731                 req->extra1 = 0;
 732                 req->extra2 = 0;
 733         }
 734         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 735                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 736                                         req->extra1, req->extra2);
 737 }
 738
 739 /*
 740  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 741  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 742  * fill the cq entry
 743  */
 744 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 745 {
 746         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 747         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 748         unsigned int free, queued, len;
 749
 750         /*
 751          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 752          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 753          * Force overflow the completion.
 754          */
 755         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 756                 return NULL;
 757
 758         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 759         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 760         free = ctx->cq_entries - queued;
 761         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 762         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 763         if (!len)
 764                 return NULL;
 765
 766         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 767                 off <<= 1;
 768                 len <<= 1;
 769         }
 770
 771         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 772         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 773
 774         ctx->cached_cq_tail++;
 775         ctx->cqe_cached++;
 776         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 777                 ctx->cqe_cached++;
 778         return &rings->cqes[off];
 779 }
 780
 781 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 782                      bool allow_overflow)
 783 {
 784         struct io_uring_cqe *cqe;
 785
 786         ctx->cq_extra++;
 787
 788         /*
 789          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 790          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 791          * the ring.
 792          */
 793         cqe = io_get_cqe(ctx);
 794         if (likely(cqe)) {
 795                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 796
 797                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 798                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 799                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 800
 801                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 802                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 803                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 804                 }
 805                 return true;
 806         }
 807
 808         if (allow_overflow)
 809                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 810
 811         return false;
 812 }
 813
 814 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
 815                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 816                      bool allow_overflow)
 817 {
 818         bool filled;
 819
 820         io_cq_lock(ctx);
 821         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 822         io_cq_unlock_post(ctx);
 823         return filled;
 824 }
 825
 826 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 827 {
 828         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 829
 830         io_cq_lock(ctx);
 831         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 832                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
 833
 834         /*
 835          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 836          * free_list cache.
 837          */
 838         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 839                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 840                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 841                                 io_disarm_next(req);
 842                         if (req->link) {
 843                                 io_req_task_queue(req->link);
 844                                 req->link = NULL;
 845                         }
 846                 }
 847                 io_req_put_rsrc(req);
 848                 /*
 849                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 850                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 851                  * deadlocks.
 852                  */
 853                 io_put_kbuf_comp(req);
 854                 io_dismantle_req(req);
 855                 io_put_task(req->task, 1);
 856                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 857                 ctx->locked_free_nr++;
 858         }
 859         io_cq_unlock_post(ctx);
 860 }
 861
 862 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 863 {
 864         io_req_complete_post(req);
 865 }
 866
 867 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 868         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 869 {
 870         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 871
 872         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
 873
 874         req_set_fail(req);
 875         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 876         if (def->fail)
 877                 def->fail(req);
 878         io_req_complete_post(req);
 879 }
 880
 881 /*
 882  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 883  * advance and keep them valid across allocations.
 884  */
 885 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 886 {
 887         req->ctx = ctx;
 888         req->link = NULL;
 889         req->async_data = NULL;
 890         /* not necessary, but safer to zero */
 891         req->cqe.res = 0;
 892 }
 893
 894 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
 895                                         struct io_submit_state *state)
 896 {
 897         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 898         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
 899         ctx->locked_free_nr = 0;
 900         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 901 }
 902
 903 /*
 904  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
 905  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
 906  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
 907  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
 908  */
 909 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 910         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 911 {
 912         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 913         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
 914         int ret, i;
 915
 916         /*
 917          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
 918          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
 919          * side cache.
 920          */
 921         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
 922                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
 923                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
 924                         return true;
 925         }
 926
 927         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
 928
 929         /*
 930          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
 931          * retry single alloc to be on the safe side.
 932          */
 933         if (unlikely(ret <= 0)) {
 934                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
 935                 if (!reqs[0])
 936                         return false;
 937                 ret = 1;
 938         }
 939
 940         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
 941         for (i = 0; i < ret; i++) {
 942                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
 943
 944                 io_preinit_req(req, ctx);
 945                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
 946         }
 947         return true;
 948 }
 949
 950 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
 951 {
 952         unsigned int flags = req->flags;
 953
 954         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
 955                 io_clean_op(req);
 956         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 957                 io_put_file(req->file);
 958 }
 959
 960 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
 961 {
 962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 963
 964         io_req_put_rsrc(req);
 965         io_dismantle_req(req);
 966         io_put_task(req->task, 1);
 967
 968         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 969         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 970         ctx->locked_free_nr++;
 971         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 972 }
 973
 974 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
 975 {
 976         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 977
 978         io_cq_lock(ctx);
 979         io_disarm_next(req);
 980         io_cq_unlock_post(ctx);
 981 }
 982
 983 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
 984 {
 985         struct io_kiocb *nxt;
 986
 987         /*
 988          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
 989          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
 990          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
 991          * of the chain.
 992          */
 993         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
 994                 __io_req_find_next_prep(req);
 995         nxt = req->link;
 996         req->link = NULL;
 997         return nxt;
 998 }
 999
1000 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1001 {
1002         if (!ctx)
1003                 return;
1004         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1005                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1006         if (*locked) {
1007                 io_submit_flush_completions(ctx);
1008                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1009                 *locked = false;
1010         }
1011         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1012 }
1013
1014 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1015                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1016                                    struct llist_node *last)
1017 {
1018         unsigned int count = 0;
1019
1020         while (node != last) {
1021                 struct llist_node *next = node->next;
1022                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1023                                                     io_task_work.node);
1024
1025                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1026
1027                 if (req->ctx != *ctx) {
1028                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1029                         *ctx = req->ctx;
1030                         /* if not contended, grab and improve batching */
1031                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1032                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1033                 } else if (!*locked)
1034                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1035                 req->io_task_work.func(req, locked);
1036                 node = next;
1037                 count++;
1038                 if (unlikely(need_resched())) {
1039                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1040                         *ctx = NULL;
1041                         cond_resched();
1042                 }
1043         }
1044
1045         return count;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1050  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1051  * @new:        new entry as the head of the list
1052  *
1053  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1054  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1055  */
1056 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1057                                                struct llist_node *new)
1058 {
1059         return xchg(&head->first, new);
1060 }
1061
1062 /**
1063  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1064  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1065  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1066  * @new:        new entry as the head of the list
1067  *
1068  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1069  */
1070
1071 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1072                                                   struct llist_node *old,
1073                                                   struct llist_node *new)
1074 {
1075         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1076 }
1077
1078 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1079 {
1080         bool uring_locked = false;
1081         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1082         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1083                                                   task_work);
1084         struct llist_node fake = {};
1085         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1086         unsigned int loops = 1;
1087         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1088
1089         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1090         while (node != &fake) {
1091                 loops++;
1092                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1093                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1094                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1095         }
1096
1097         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1098
1099         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1100         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1101                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1102
1103         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1104 }
1105
1106 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1107 {
1108         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1109
1110         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1111
1112         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1113                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1114                 return;
1115         }
1116         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1117         smp_mb__after_atomic();
1118
1119         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1120                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1121                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1122                 return;
1123         }
1124
1125         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1126                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1127
1128         if (ctx->has_evfd)
1129                 io_eventfd_signal(ctx);
1130         __io_cqring_wake(ctx);
1131         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1132 }
1133
1134 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1135 {
1136         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1137         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1138         struct llist_node *node;
1139
1140         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1141                 io_req_local_work_add(req);
1142                 return;
1143         }
1144
1145         /* task_work already pending, we're done */
1146         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1147                 return;
1148
1149         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1150                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1151
1152         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1153                 return;
1154
1155         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1156
1157         while (node) {
1158                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1159                 node = node->next;
1160                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1161                               &req->ctx->fallback_llist))
1162                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1163         }
1164 }
1165
1166 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1167 {
1168         struct llist_node *node;
1169
1170         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1171         while (node) {
1172                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1173                                                     io_task_work.node);
1174
1175                 node = node->next;
1176                 __io_req_task_work_add(req, false);
1177         }
1178 }
1179
1180 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1181 {
1182         struct llist_node *node;
1183         struct llist_node fake;
1184         struct llist_node *current_final = NULL;
1185         int ret;
1186         unsigned int loops = 1;
1187
1188         if (unlikely(ctx->submitter_task != current))
1189                 return -EEXIST;
1190
1191         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1192         ret = 0;
1193 again:
1194         while (node != current_final) {
1195                 struct llist_node *next = node->next;
1196                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1197                                                     io_task_work.node);
1198                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1199                 req->io_task_work.func(req, locked);
1200                 ret++;
1201                 node = next;
1202         }
1203
1204         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1205                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1206
1207         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1208         if (node != &fake) {
1209                 loops++;
1210                 current_final = &fake;
1211                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1212                 goto again;
1213         }
1214
1215         if (*locked)
1216                 io_submit_flush_completions(ctx);
1217         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1218         return ret;
1219
1220 }
1221
1222 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1223 {
1224         bool locked;
1225         int ret;
1226
1227         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1228                 return 0;
1229
1230         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1231         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1232         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1233         if (locked)
1234                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1235
1236         return ret;
1237 }
1238
1239 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1240 {
1241         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1242         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1243         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1244 }
1245
1246 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1247 {
1248         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1249         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1250         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1251                 io_queue_sqe(req);
1252         else
1253                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1254 }
1255
1256 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1257 {
1258         io_req_set_res(req, ret, 0);
1259         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1260         io_req_task_work_add(req);
1261 }
1262
1263 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1264 {
1265         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1266         io_req_task_work_add(req);
1267 }
1268
1269 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1270 {
1271         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1272
1273         if (nxt)
1274                 io_req_task_queue(nxt);
1275 }
1276
1277 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1278         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1279 {
1280         struct task_struct *task = NULL;
1281         int task_refs = 0;
1282
1283         do {
1284                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1285                                                     comp_list);
1286
1287                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1288                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1289                                 node = req->comp_list.next;
1290                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1291                                         continue;
1292                         }
1293                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1294                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1295
1296                                 if (apoll->double_poll)
1297                                         kfree(apoll->double_poll);
1298                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1299                                         kfree(apoll);
1300                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1301                         }
1302                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1303                                 io_queue_next(req);
1304                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1305                                 io_clean_op(req);
1306                 }
1307                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1308                         io_put_file(req->file);
1309
1310                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1311
1312                 if (req->task != task) {
1313                         if (task)
1314                                 io_put_task(task, task_refs);
1315                         task = req->task;
1316                         task_refs = 0;
1317                 }
1318                 task_refs++;
1319                 node = req->comp_list.next;
1320                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1321         } while (node);
1322
1323         if (task)
1324                 io_put_task(task, task_refs);
1325 }
1326
1327 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1328         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1329 {
1330         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1331         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1332
1333         io_cq_lock(ctx);
1334         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1335                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1336                                             comp_list);
1337
1338                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1339                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1340         }
1341         __io_cq_unlock_post(ctx);
1342
1343         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1344         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1349  * was the last reference to this request.
1350  */
1351 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1352 {
1353         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1354
1355         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1356                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1357                         nxt = io_req_find_next(req);
1358                 io_free_req(req);
1359         }
1360         return nxt;
1361 }
1362
1363 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1364 {
1365         /* See comment at the top of this file */
1366         smp_rmb();
1367         return __io_cqring_events(ctx);
1368 }
1369
1370 /*
1371  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1372  * find and complete them.
1373  */
1374 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1375 {
1376         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1377                 return;
1378
1379         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1380         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1381                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1382                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1383                         break;
1384                 /*
1385                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1386                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1387                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1388                  */
1389                 if (need_resched()) {
1390                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1391                         cond_resched();
1392                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1393                 }
1394         }
1395         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1396 }
1397
1398 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1399 {
1400         unsigned int nr_events = 0;
1401         int ret = 0;
1402         unsigned long check_cq;
1403
1404         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1405                 return -EEXIST;
1406
1407         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1408         if (unlikely(check_cq)) {
1409                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1410                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1411                 /*
1412                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1413                  * dropped CQE.
1414                  */
1415                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1416                         return -EBADR;
1417         }
1418         /*
1419          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1420          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1421          * already triggered a CQE (eg in error).
1422          */
1423         if (io_cqring_events(ctx))
1424                 return 0;
1425
1426         do {
1427                 /*
1428                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1429                  * application entering polling for a command before it gets
1430                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1431                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1432                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1433                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1434                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1435                  * very same mutex.
1436                  */
1437                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1438                     io_task_work_pending(ctx)) {
1439                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1440
1441                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1442
1443                         if (task_work_pending(current) ||
1444                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1445                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1446                                 io_run_task_work();
1447                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1448                         }
1449                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1450                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1451                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1452                                 break;
1453                 }
1454                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1455                 if (ret < 0)
1456                         break;
1457                 nr_events += ret;
1458                 ret = 0;
1459         } while (nr_events < min && !need_resched());
1460
1461         return ret;
1462 }
1463
1464 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1465 {
1466         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1467                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1468
1469                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1470         }
1471
1472         if (*locked)
1473                 io_req_complete_defer(req);
1474         else
1475                 io_req_complete_post(req);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1480  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1481  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1482  * accessing the kiocb cookie.
1483  */
1484 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1485 {
1486         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1487         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1488
1489         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1490         if (unlikely(needs_lock))
1491                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1492
1493         /*
1494          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1495          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1496          * different devices.
1497          */
1498         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1499                 ctx->poll_multi_queue = false;
1500         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1501                 struct io_kiocb *list_req;
1502
1503                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1504                                         comp_list);
1505                 if (list_req->file != req->file)
1506                         ctx->poll_multi_queue = true;
1507         }
1508
1509         /*
1510          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1511          * it to the front so we find it first.
1512          */
1513         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1514                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1515         else
1516                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1517
1518         if (unlikely(needs_lock)) {
1519                 /*
1520                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1521                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1522                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1523                  * whether should wake up sq thread.
1524                  */
1525                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1526                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1527                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1528
1529                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1530         }
1531 }
1532
1533 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1534 {
1535         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1540  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1541  * inline.
1542  */
1543 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1544 {
1545         if (S_ISBLK(mode)) {
1546                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1547                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1548                         return true;
1549                 return false;
1550         }
1551         if (S_ISSOCK(mode))
1552                 return true;
1553         if (S_ISREG(mode)) {
1554                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1555                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1556                     !io_is_uring_fops(file))
1557                         return true;
1558                 return false;
1559         }
1560
1561         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1562         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1563                 return true;
1564         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1565 }
1566
1567 /*
1568  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1569  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1570  * inline.
1571  */
1572 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1573 {
1574         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1575         unsigned int res = 0;
1576
1577         if (S_ISREG(mode))
1578                 res |= FFS_ISREG;
1579         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1580                 res |= FFS_NOWAIT;
1581         return res;
1582 }
1583
1584 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1585 {
1586         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1587         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1588         if (req->async_data) {
1589                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1590                 return false;
1591         }
1592         return true;
1593 }
1594
1595 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1596 {
1597         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1598
1599         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1600         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1601                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1602         if (!def->prep_async)
1603                 return 0;
1604         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1605                 return -EFAULT;
1606         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1607                 if (io_alloc_async_data(req))
1608                         return -EAGAIN;
1609         }
1610         return def->prep_async(req);
1611 }
1612
1613 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1614 {
1615         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1616         struct io_kiocb *cur;
1617
1618         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1619         io_for_each_link(cur, req)
1620                 seq--;
1621         return seq;
1622 }
1623
1624 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1625         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1626 {
1627         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1628         struct io_defer_entry *de;
1629         int ret;
1630         u32 seq = io_get_sequence(req);
1631
1632         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1633         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1634         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1635                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1636 queue:
1637                 ctx->drain_active = false;
1638                 io_req_task_queue(req);
1639                 return;
1640         }
1641         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1642
1643         io_prep_async_link(req);
1644         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1645         if (!de) {
1646                 ret = -ENOMEM;
1647                 io_req_complete_failed(req, ret);
1648                 return;
1649         }
1650
1651         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1652         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1653                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1654                 kfree(de);
1655                 goto queue;
1656         }
1657
1658         trace_io_uring_defer(req);
1659         de->req = req;
1660         de->seq = seq;
1661         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1662         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1663 }
1664
1665 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1666 {
1667         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1668                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1669                 io_put_kbuf_comp(req);
1670                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1671         }
1672
1673         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1674                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1675
1676                 if (def->cleanup)
1677                         def->cleanup(req);
1678         }
1679         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1680                 kfree(req->apoll->double_poll);
1681                 kfree(req->apoll);
1682                 req->apoll = NULL;
1683         }
1684         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1685                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1686
1687                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1688         }
1689         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1690                 put_cred(req->creds);
1691         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1692                 kfree(req->async_data);
1693                 req->async_data = NULL;
1694         }
1695         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1696 }
1697
1698 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1699 {
1700         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1701                 return true;
1702
1703         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1704                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1705         else
1706                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1707
1708         return !!req->file;
1709 }
1710
1711 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1712 {
1713         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1714         const struct cred *creds = NULL;
1715         int ret;
1716
1717         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1718                 return -EBADF;
1719
1720         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1721                 creds = override_creds(req->creds);
1722
1723         if (!def->audit_skip)
1724                 audit_uring_entry(req->opcode);
1725
1726         ret = def->issue(req, issue_flags);
1727
1728         if (!def->audit_skip)
1729                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1730
1731         if (creds)
1732                 revert_creds(creds);
1733
1734         if (ret == IOU_OK) {
1735                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1736                         io_req_complete_defer(req);
1737                 else
1738                         io_req_complete_post(req);
1739         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1740                 return ret;
1741
1742         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1743         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1744                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1745
1746         return 0;
1747 }
1748
1749 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1750 {
1751         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1752         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1753                 return -EFAULT;
1754         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT);
1755 }
1756
1757 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1758 {
1759         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1760
1761         req = io_put_req_find_next(req);
1762         return req ? &req->work : NULL;
1763 }
1764
1765 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1766 {
1767         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1768         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1769         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1770         bool needs_poll = false;
1771         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1772
1773         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1774         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1775                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1776         else
1777                 req_ref_get(req);
1778
1779         io_arm_ltimeout(req);
1780
1781         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1782         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1783 fail:
1784                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1785                 return;
1786         }
1787         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1788                 err = -EBADF;
1789                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1790                 goto fail;
1791         }
1792
1793         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1794                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1795
1796                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1797                         needs_poll = true;
1798                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1799                 }
1800         }
1801
1802         do {
1803                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1804                 if (ret != -EAGAIN)
1805                         break;
1806                 /*
1807                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1808                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1809                  * wait for request slots on the block side.
1810                  */
1811                 if (!needs_poll) {
1812                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1813                                 break;
1814                         cond_resched();
1815                         continue;
1816                 }
1817
1818                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1819                         return;
1820                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1821                 needs_poll = false;
1822                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1823         } while (1);
1824
1825         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1826         if (ret < 0)
1827                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1828 }
1829
1830 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1831                                       unsigned int issue_flags)
1832 {
1833         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1834         struct file *file = NULL;
1835         unsigned long file_ptr;
1836
1837         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1838
1839         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1840                 goto out;
1841         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1842         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1843         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1844         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1845         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1846         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1847         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1848 out:
1849         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1850         return file;
1851 }
1852
1853 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1854 {
1855         struct file *file = fget(fd);
1856
1857         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1858
1859         /* we don't allow fixed io_uring files */
1860         if (file && io_is_uring_fops(file))
1861                 io_req_track_inflight(req);
1862         return file;
1863 }
1864
1865 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1866         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1867 {
1868         struct io_kiocb *linked_timeout;
1869
1870         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1871                 io_req_complete_failed(req, ret);
1872                 return;
1873         }
1874
1875         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1876
1877         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1878         case IO_APOLL_READY:
1879                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1880                 io_req_task_queue(req);
1881                 break;
1882         case IO_APOLL_ABORTED:
1883                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1884                 io_queue_iowq(req, NULL);
1885                 break;
1886         case IO_APOLL_OK:
1887                 break;
1888         }
1889
1890         if (linked_timeout)
1891                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1892 }
1893
1894 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1895         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1896 {
1897         int ret;
1898
1899         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1900
1901         /*
1902          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1903          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1904          */
1905         if (likely(!ret))
1906                 io_arm_ltimeout(req);
1907         else
1908                 io_queue_async(req, ret);
1909 }
1910
1911 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1912         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1913 {
1914         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1915                 /*
1916                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1917                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1918                  */
1919                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1920                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1921                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1922         } else {
1923                 int ret = io_req_prep_async(req);
1924
1925                 if (unlikely(ret)) {
1926                         io_req_complete_failed(req, ret);
1927                         return;
1928                 }
1929
1930                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
1931                         io_drain_req(req);
1932                 else
1933                         io_queue_iowq(req, NULL);
1934         }
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1939  *
1940  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1941  */
1942 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1943                                         struct io_kiocb *req,
1944                                         unsigned int sqe_flags)
1945 {
1946         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1947                 return false;
1948
1949         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1950             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1951                 return false;
1952
1953         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1954                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1955                 return false;
1956
1957         return true;
1958 }
1959
1960 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1961 {
1962         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1963         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1964
1965         ctx->drain_active = true;
1966         if (head) {
1967                 /*
1968                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1969                  * the head request and the next request/link after the current
1970                  * link. Considering sequential execution of links,
1971                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1972                  * link.
1973                  */
1974                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1975                 ctx->drain_next = true;
1976         }
1977 }
1978
1979 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1980                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1981         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1982 {
1983         const struct io_op_def *def;
1984         unsigned int sqe_flags;
1985         int personality;
1986         u8 opcode;
1987
1988         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1989         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1990         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1991         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1992         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1993         req->file = NULL;
1994         req->rsrc_node = NULL;
1995         req->task = current;
1996
1997         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
1998                 req->opcode = 0;
1999                 return -EINVAL;
2000         }
2001         def = &io_op_defs[opcode];
2002         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2003                 /* enforce forwards compatibility on users */
2004                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2005                         return -EINVAL;
2006                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2007                         if (!def->buffer_select)
2008                                 return -EOPNOTSUPP;
2009                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2010                 }
2011                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2012                         ctx->drain_disabled = true;
2013                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2014                         if (ctx->drain_disabled)
2015                                 return -EOPNOTSUPP;
2016                         io_init_req_drain(req);
2017                 }
2018         }
2019         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2020                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2021                         return -EACCES;
2022                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2023                 if (ctx->drain_active)
2024                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2025                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2026                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2027                         ctx->drain_next = false;
2028                         ctx->drain_active = true;
2029                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2030                 }
2031         }
2032
2033         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2034                 return -EINVAL;
2035         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2036                 return -EINVAL;
2037
2038         if (def->needs_file) {
2039                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2040
2041                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2042
2043                 /*
2044                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2045                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2046                  */
2047                 if (state->need_plug && def->plug) {
2048                         state->plug_started = true;
2049                         state->need_plug = false;
2050                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2051                 }
2052         }
2053
2054         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2055         if (personality) {
2056                 int ret;
2057
2058                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2059                 if (!req->creds)
2060                         return -EINVAL;
2061                 get_cred(req->creds);
2062                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2063                 if (ret) {
2064                         put_cred(req->creds);
2065                         return ret;
2066                 }
2067                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2068         }
2069
2070         return def->prep(req, sqe);
2071 }
2072
2073 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2074                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2075 {
2076         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2077         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2078         struct io_kiocb *head = link->head;
2079
2080         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2081
2082         /*
2083          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2084          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2085          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2086          * should find the flag and handle the rest.
2087          */
2088         req_fail_link_node(req, ret);
2089         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2090                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2091
2092         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2093                 if (head) {
2094                         link->last->link = req;
2095                         link->head = NULL;
2096                         req = head;
2097                 }
2098                 io_queue_sqe_fallback(req);
2099                 return ret;
2100         }
2101
2102         if (head)
2103                 link->last->link = req;
2104         else
2105                 link->head = req;
2106         link->last = req;
2107         return 0;
2108 }
2109
2110 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2111                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2112         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2113 {
2114         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2115         int ret;
2116
2117         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2118         if (unlikely(ret))
2119                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2120
2121         /* don't need @sqe from now on */
2122         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2123
2124         /*
2125          * If we already have a head request, queue this one for async
2126          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2127          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2128          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2129          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2130          */
2131         if (unlikely(link->head)) {
2132                 ret = io_req_prep_async(req);
2133                 if (unlikely(ret))
2134                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2135
2136                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2137                 link->last->link = req;
2138                 link->last = req;
2139
2140                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2141                         return 0;
2142                 /* last request of the link, flush it */
2143                 req = link->head;
2144                 link->head = NULL;
2145                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2146                         goto fallback;
2147
2148         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2149                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2150                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2151                         link->head = req;
2152                         link->last = req;
2153                 } else {
2154 fallback:
2155                         io_queue_sqe_fallback(req);
2156                 }
2157                 return 0;
2158         }
2159
2160         io_queue_sqe(req);
2161         return 0;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2166  */
2167 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2168 {
2169         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2170
2171         if (unlikely(state->link.head))
2172                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2173         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2174         io_submit_flush_completions(ctx);
2175         if (state->plug_started)
2176                 blk_finish_plug(&state->plug);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Start submission side cache.
2181  */
2182 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2183                                   unsigned int max_ios)
2184 {
2185         state->plug_started = false;
2186         state->need_plug = max_ios > 2;
2187         state->submit_nr = max_ios;
2188         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2189         state->link.head = NULL;
2190 }
2191
2192 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2193 {
2194         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2195
2196         /*
2197          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2198          * since once we write the new head, the application could
2199          * write new data to them.
2200          */
2201         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2206  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2207  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2208  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2209  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2210  * prevent a re-load down the line.
2211  */
2212 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2213 {
2214         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2215         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2216
2217         /*
2218          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2219          *
2220          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2221          *    head updates.
2222          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2223          *    though the application is the one updating it.
2224          */
2225         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2226         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2227                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2228                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2229                         head <<= 1;
2230                 return &ctx->sq_sqes[head];
2231         }
2232
2233         /* drop invalid entries */
2234         ctx->cq_extra--;
2235         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2236                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2237         return NULL;
2238 }
2239
2240 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2241         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2242 {
2243         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2244         unsigned int left;
2245         int ret;
2246
2247         if (unlikely(!entries))
2248                 return 0;
2249         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2250         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2251         io_get_task_refs(left);
2252         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2253
2254         do {
2255                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2256                 struct io_kiocb *req;
2257
2258                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2259                         break;
2260                 req = io_alloc_req(ctx);
2261                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2262                 if (unlikely(!sqe)) {
2263                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2264                         break;
2265                 }
2266
2267                 /*
2268                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2269                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2270                  */
2271                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2272                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2273                         left--;
2274                         break;
2275                 }
2276         } while (--left);
2277
2278         if (unlikely(left)) {
2279                 ret -= left;
2280                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2281                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2282                         ret = -EAGAIN;
2283                 current->io_uring->cached_refs += left;
2284         }
2285
2286         io_submit_state_end(ctx);
2287          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2288         io_commit_sqring(ctx);
2289         return ret;
2290 }
2291
2292 struct io_wait_queue {
2293         struct wait_queue_entry wq;
2294         struct io_ring_ctx *ctx;
2295         unsigned cq_tail;
2296         unsigned nr_timeouts;
2297 };
2298
2299 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2300 {
2301         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2302                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2303                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2304 }
2305
2306 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2307 {
2308         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2309         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2310
2311         /*
2312          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2313          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2314          * regardless of event count.
2315          */
2316         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2317 }
2318
2319 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2320                             int wake_flags, void *key)
2321 {
2322         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2323                                                         wq);
2324         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2325
2326         /*
2327          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2328          * the task, and the next invocation will do it.
2329          */
2330         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2331                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2332         return -1;
2333 }
2334
2335 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2336 {
2337         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2338                 return 1;
2339         if (task_sigpending(current))
2340                 return -EINTR;
2341         return 0;
2342 }
2343
2344 /* when returns >0, the caller should retry */
2345 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2346                                           struct io_wait_queue *iowq,
2347                                           ktime_t *timeout)
2348 {
2349         int token, ret;
2350         unsigned long check_cq;
2351
2352         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2353         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2354         if (ret || io_should_wake(iowq))
2355                 return ret;
2356
2357         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2358         if (unlikely(check_cq)) {
2359                 /* let the caller flush overflows, retry */
2360                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2361                         return 1;
2362                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2363                         return -EBADR;
2364         }
2365
2366         /*
2367          * Use io_schedule_prepare/finish, so cpufreq can take into account
2368          * that the task is waiting for IO - turns out to be important for low
2369          * QD IO.
2370          */
2371         token = io_schedule_prepare();
2372         ret = 1;
2373         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2374                 ret = -ETIME;
2375         io_schedule_finish(token);
2376         return ret;
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2381  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2382  */
2383 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2384                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2385                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2386 {
2387         struct io_wait_queue iowq;
2388         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2389         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2390         int ret;
2391
2392         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2393                 return -EEXIST;
2394
2395         do {
2396                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2397                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2398                 if (ret < 0)
2399                         return ret;
2400                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2401
2402                 /* if user messes with these they will just get an early return */
2403                 if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2404                         return 0;
2405         } while (ret > 0);
2406
2407         if (sig) {
2408 #ifdef CONFIG_COMPAT
2409                 if (in_compat_syscall())
2410                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2411                                                       sigsz);
2412                 else
2413 #endif
2414                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2415
2416                 if (ret)
2417                         return ret;
2418         }
2419
2420         if (uts) {
2421                 struct timespec64 ts;
2422
2423                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2424                         return -EFAULT;
2425                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2426         }
2427
2428         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2429         iowq.wq.private = current;
2430         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2431         iowq.ctx = ctx;
2432         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2433         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2434
2435         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2436         do {
2437                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2438                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2439                         ret = -EBUSY;
2440                         break;
2441                 }
2442                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2443                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2444                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2445                 cond_resched();
2446         } while (ret > 0);
2447
2448         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2449         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2450
2451         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2452 }
2453
2454 static void io_mem_free(void *ptr)
2455 {
2456         struct page *page;
2457
2458         if (!ptr)
2459                 return;
2460
2461         page = virt_to_head_page(ptr);
2462         if (put_page_testzero(page))
2463                 free_compound_page(page);
2464 }
2465
2466 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2467 {
2468         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2469
2470         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2471 }
2472
2473 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2474                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2475 {
2476         struct io_rings *rings;
2477         size_t off, sq_array_size;
2478
2479         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2480         if (off == SIZE_MAX)
2481                 return SIZE_MAX;
2482         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2483                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2484                         return SIZE_MAX;
2485         }
2486
2487 #ifdef CONFIG_SMP
2488         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2489         if (off == 0)
2490                 return SIZE_MAX;
2491 #endif
2492
2493         if (sq_offset)
2494                 *sq_offset = off;
2495
2496         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2497         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2498                 return SIZE_MAX;
2499
2500         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2501                 return SIZE_MAX;
2502
2503         return off;
2504 }
2505
2506 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2507                                unsigned int eventfd_async)
2508 {
2509         struct io_ev_fd *ev_fd;
2510         __s32 __user *fds = arg;
2511         int fd;
2512
2513         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2514                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2515         if (ev_fd)
2516                 return -EBUSY;
2517
2518         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2519                 return -EFAULT;
2520
2521         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2522         if (!ev_fd)
2523                 return -ENOMEM;
2524
2525         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2526         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2527                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2528                 kfree(ev_fd);
2529                 return ret;
2530         }
2531
2532         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2533         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2534         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2535
2536         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2537         ctx->has_evfd = true;
2538         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2539         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2540         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2545 {
2546         struct io_ev_fd *ev_fd;
2547
2548         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2549                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2550         if (ev_fd) {
2551                 ctx->has_evfd = false;
2552                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2553                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2554                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2555                 return 0;
2556         }
2557
2558         return -ENXIO;
2559 }
2560
2561 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2562 {
2563         int nr = 0;
2564
2565         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2566         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2567
2568         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2569                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2570
2571                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2572                 nr++;
2573         }
2574         if (nr)
2575                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2576         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2577 }
2578
2579 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2580 {
2581         io_sq_thread_finish(ctx);
2582         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2583         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2584         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2585         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2586
2587         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2588         if (ctx->buf_data)
2589                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2590         if (ctx->file_data)
2591                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2592         if (ctx->rings)
2593                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2594         io_eventfd_unregister(ctx);
2595         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2596         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2597         io_destroy_buffers(ctx);
2598         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2599         if (ctx->sq_creds)
2600                 put_cred(ctx->sq_creds);
2601         if (ctx->submitter_task)
2602                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2603
2604         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2605         if (ctx->rsrc_node)
2606                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2607         if (ctx->rsrc_backup_node)
2608                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2609         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2610         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2611
2612         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2613         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2614
2615 #if defined(CONFIG_UNIX)
2616         if (ctx->ring_sock) {
2617                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2618                 sock_release(ctx->ring_sock);
2619         }
2620 #endif
2621         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2622
2623         if (ctx->mm_account) {
2624                 mmdrop(ctx->mm_account);
2625                 ctx->mm_account = NULL;
2626         }
2627         io_mem_free(ctx->rings);
2628         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2629
2630         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2631         free_uid(ctx->user);
2632         io_req_caches_free(ctx);
2633         if (ctx->hash_map)
2634                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2635         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2636         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2637         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2638         kfree(ctx->io_bl);
2639         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2640         kfree(ctx);
2641 }
2642
2643 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2644 {
2645         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2646         __poll_t mask = 0;
2647
2648         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2649         /*
2650          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2651          * io_commit_cqring
2652          */
2653         smp_rmb();
2654         if (!io_sqring_full(ctx))
2655                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2656
2657         /*
2658          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2659          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2660          *      CPU0                    CPU1
2661          *      ----                    ----
2662          * lock(&ctx->uring_lock);
2663          *                              lock(&ep->mtx);
2664          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2665          * lock(&ep->mtx);
2666          *
2667          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2668          * pushs them to do the flush.
2669          */
2670
2671         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2672                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2673
2674         return mask;
2675 }
2676
2677 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2678 {
2679         const struct cred *creds;
2680
2681         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2682         if (creds) {
2683                 put_cred(creds);
2684                 return 0;
2685         }
2686
2687         return -EINVAL;
2688 }
2689
2690 struct io_tctx_exit {
2691         struct callback_head            task_work;
2692         struct completion               completion;
2693         struct io_ring_ctx              *ctx;
2694 };
2695
2696 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2697 {
2698         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2699         struct io_tctx_exit *work;
2700
2701         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2702         /*
2703          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2704          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2705          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2706          * work cancelation off the exec path.
2707          */
2708         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2709                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2710         complete(&work->completion);
2711 }
2712
2713 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2714 {
2715         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2716
2717         return req->ctx == data;
2718 }
2719
2720 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2721 {
2722         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2723         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2724         unsigned long interval = HZ / 20;
2725         struct io_tctx_exit exit;
2726         struct io_tctx_node *node;
2727         int ret;
2728
2729         /*
2730          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2731          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2732          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2733          * as nobody else will be looking for them.
2734          */
2735         do {
2736                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2737                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2738
2739                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2740                         cond_resched();
2741
2742                 if (ctx->sq_data) {
2743                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2744                         struct task_struct *tsk;
2745
2746                         io_sq_thread_park(sqd);
2747                         tsk = sqd->thread;
2748                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2749                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2750                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2751                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2752                 }
2753
2754                 io_req_caches_free(ctx);
2755
2756                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2757                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2758                         interval = HZ * 60;
2759                 }
2760                 /*
2761                  * This is really an uninterruptible wait, as it has to be
2762                  * complete. But it's also run from a kworker, which doesn't
2763                  * take signals, so it's fine to make it interruptible. This
2764                  * avoids scenarios where we knowingly can wait much longer
2765                  * on completions, for example if someone does a SIGSTOP on
2766                  * a task that needs to finish task_work to make this loop
2767                  * complete. That's a synthetic situation that should not
2768                  * cause a stuck task backtrace, and hence a potential panic
2769                  * on stuck tasks if that is enabled.
2770                  */
2771         } while (!wait_for_completion_interruptible_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2772
2773         init_completion(&exit.completion);
2774         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2775         exit.ctx = ctx;
2776         /*
2777          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2778          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2779          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2780          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2781          */
2782         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2783         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2784                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2785
2786                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2787                                         ctx_node);
2788                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2789                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2790                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2791                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2792                         continue;
2793
2794                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2795                 /*
2796                  * See comment above for
2797                  * wait_for_completion_interruptible_timeout() on why this
2798                  * wait is marked as interruptible.
2799                  */
2800                 wait_for_completion_interruptible(&exit.completion);
2801                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2802         }
2803         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2804         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2805         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2806
2807         io_ring_ctx_free(ctx);
2808 }
2809
2810 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2811 {
2812         unsigned long index;
2813         struct creds *creds;
2814
2815         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2816         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2817         if (ctx->rings)
2818                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2819         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2820                 io_unregister_personality(ctx, index);
2821         if (ctx->rings)
2822                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2823         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2824
2825         /*
2826          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2827          * and therefore did not submit any requests
2828          */
2829         if (ctx->rings)
2830                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2831
2832         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2833         /*
2834          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2835          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2836          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2837          * over using system_wq.
2838          */
2839         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2840 }
2841
2842 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2843 {
2844         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2845
2846         file->private_data = NULL;
2847         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 struct io_task_cancel {
2852         struct task_struct *task;
2853         bool all;
2854 };
2855
2856 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2857 {
2858         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2859         struct io_task_cancel *cancel = data;
2860
2861         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2862 }
2863
2864 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2865                                          struct task_struct *task,
2866                                          bool cancel_all)
2867 {
2868         struct io_defer_entry *de;
2869         LIST_HEAD(list);
2870
2871         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2872         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2873                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2874                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2875                         break;
2876                 }
2877         }
2878         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2879         if (list_empty(&list))
2880                 return false;
2881
2882         while (!list_empty(&list)) {
2883                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2884                 list_del_init(&de->list);
2885                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
2886                 kfree(de);
2887         }
2888         return true;
2889 }
2890
2891 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2892 {
2893         struct io_tctx_node *node;
2894         enum io_wq_cancel cret;
2895         bool ret = false;
2896
2897         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2898         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2899                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2900
2901                 /*
2902                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2903                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2904                  */
2905                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2906                         continue;
2907                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2908                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2909         }
2910         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2911
2912         return ret;
2913 }
2914
2915 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2916                                                 struct task_struct *task,
2917                                                 bool cancel_all)
2918 {
2919         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2920         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2921         enum io_wq_cancel cret;
2922         bool ret = false;
2923
2924         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2925         if (!ctx->rings)
2926                 return false;
2927
2928         if (!task) {
2929                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2930         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2931                 /*
2932                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2933                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2934                  */
2935                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2936                                        &cancel, true);
2937                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2938         }
2939
2940         /* SQPOLL thread does its own polling */
2941         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2942             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2943                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2944                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2945                         ret = true;
2946                         cond_resched();
2947                 }
2948         }
2949
2950         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2951                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2952         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2953         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2954         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2955         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2956         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2957         if (task)
2958                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2959         return ret;
2960 }
2961
2962 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2963 {
2964         if (tracked)
2965                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2966         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2971  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2972  */
2973 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2974 {
2975         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2976         struct io_ring_ctx *ctx;
2977         s64 inflight;
2978         DEFINE_WAIT(wait);
2979
2980         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2981
2982         if (!current->io_uring)
2983                 return;
2984         if (tctx->io_wq)
2985                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2986
2987         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2988         do {
2989                 bool loop = false;
2990
2991                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2992                 /* read completions before cancelations */
2993                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2994                 if (!inflight)
2995                         break;
2996
2997                 if (!sqd) {
2998                         struct io_tctx_node *node;
2999                         unsigned long index;
3000
3001                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3002                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3003                                 if (node->ctx->sq_data)
3004                                         continue;
3005                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3006                                                         current, cancel_all);
3007                         }
3008                 } else {
3009                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3010                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3011                                                                      current,
3012                                                                      cancel_all);
3013                 }
3014
3015                 if (loop) {
3016                         cond_resched();
3017                         continue;
3018                 }
3019
3020                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3021                 io_run_task_work();
3022                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3023
3024                 /*
3025                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3026                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3027                  * prepare_to_wait().
3028                  */
3029                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3030                         schedule();
3031                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3032         } while (1);
3033
3034         io_uring_clean_tctx(tctx);
3035         if (cancel_all) {
3036                 /*
3037                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3038                  * ->in_idle set for normal exit.
3039                  */
3040                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3041                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3042                 __io_uring_free(current);
3043         }
3044 }
3045
3046 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3047 {
3048         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3049 }
3050
3051 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3052                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3053 {
3054         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3055         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3056         struct page *page;
3057         void *ptr;
3058
3059         switch (offset) {
3060         case IORING_OFF_SQ_RING:
3061         case IORING_OFF_CQ_RING:
3062                 ptr = ctx->rings;
3063                 break;
3064         case IORING_OFF_SQES:
3065                 ptr = ctx->sq_sqes;
3066                 break;
3067         default:
3068                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3069         }
3070
3071         page = virt_to_head_page(ptr);
3072         if (sz > page_size(page))
3073                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3074
3075         return ptr;
3076 }
3077
3078 #ifdef CONFIG_MMU
3079
3080 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3081 {
3082         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3083         unsigned long pfn;
3084         void *ptr;
3085
3086         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3087         if (IS_ERR(ptr))
3088                 return PTR_ERR(ptr);
3089
3090         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3091         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3092 }
3093
3094 #else /* !CONFIG_MMU */
3095
3096 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3097 {
3098         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3099 }
3100
3101 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3102 {
3103         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3104 }
3105
3106 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3107         unsigned long addr, unsigned long len,
3108         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3109 {
3110         void *ptr;
3111
3112         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3113         if (IS_ERR(ptr))
3114                 return PTR_ERR(ptr);
3115
3116         return (unsigned long) ptr;
3117 }
3118
3119 #endif /* !CONFIG_MMU */
3120
3121 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3122 {
3123         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3124                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3125
3126                 if (argsz != sizeof(arg))
3127                         return -EINVAL;
3128                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3129                         return -EFAULT;
3130         }
3131         return 0;
3132 }
3133
3134 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3135                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3136                           const sigset_t __user **sig)
3137 {
3138         struct io_uring_getevents_arg arg;
3139
3140         /*
3141          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3142          * is just a pointer to the sigset_t.
3143          */
3144         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3145                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3146                 *ts = NULL;
3147                 return 0;
3148         }
3149
3150         /*
3151          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3152          * timespec and sigset_t pointers if good.
3153          */
3154         if (*argsz != sizeof(arg))
3155                 return -EINVAL;
3156         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3157                 return -EFAULT;
3158         if (arg.pad)
3159                 return -EINVAL;
3160         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3161         *argsz = arg.sigmask_sz;
3162         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3163         return 0;
3164 }
3165
3166 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3167                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3168                 size_t, argsz)
3169 {
3170         struct io_ring_ctx *ctx;
3171         struct fd f;
3172         long ret;
3173
3174         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3175                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3176                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3177                 return -EINVAL;
3178
3179         /*
3180          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3181          * need only dereference our task private array to find it.
3182          */
3183         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3184                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3185
3186                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3187                         return -EINVAL;
3188                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3189                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3190                 f.flags = 0;
3191                 if (unlikely(!f.file))
3192                         return -EBADF;
3193         } else {
3194                 f = fdget(fd);
3195                 if (unlikely(!f.file))
3196                         return -EBADF;
3197                 ret = -EOPNOTSUPP;
3198                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3199                         goto out;
3200         }
3201
3202         ctx = f.file->private_data;
3203         ret = -EBADFD;
3204         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3205                 goto out;
3206
3207         /*
3208          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3209          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3210          * we were asked to.
3211          */
3212         ret = 0;
3213         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3214                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3215
3216                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3217                         ret = -EOWNERDEAD;
3218                         goto out;
3219                 }
3220                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3221                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3222                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3223                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3224                         if (ret)
3225                                 goto out;
3226                 }
3227                 ret = to_submit;
3228         } else if (to_submit) {
3229                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3230                 if (unlikely(ret))
3231                         goto out;
3232
3233                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3234                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3235                 if (ret != to_submit) {
3236                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3237                         goto out;
3238                 }
3239                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3240                         if (ctx->syscall_iopoll)
3241                                 goto iopoll_locked;
3242                         /*
3243                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3244                          * it should handle ownership problems if any.
3245                          */
3246                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3247                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3248                 }
3249                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3250         }
3251
3252         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3253                 int ret2;
3254
3255                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3256                         /*
3257                          * We disallow the app entering submit/complete with
3258                          * polling, but we still need to lock the ring to
3259                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3260                          * a workqueue.
3261                          */
3262                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3263 iopoll_locked:
3264                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3265                         if (likely(!ret2)) {
3266                                 min_complete = min(min_complete,
3267                                                    ctx->cq_entries);
3268                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3269                         }
3270                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3271                 } else {
3272                         const sigset_t __user *sig;
3273                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3274
3275                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3276                         if (likely(!ret2)) {
3277                                 min_complete = min(min_complete,
3278                                                    ctx->cq_entries);
3279                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3280                                                       argsz, ts);
3281                         }
3282                 }
3283
3284                 if (!ret) {
3285                         ret = ret2;
3286
3287                         /*
3288                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3289                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3290                          * as they are obviously ok with those drops.
3291                          */
3292                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3293                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3294                                           &ctx->check_cq);
3295                 }
3296         }
3297 out:
3298         fdput(f);
3299         return ret;
3300 }
3301
3302 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3303         .release        = io_uring_release,
3304         .mmap           = io_uring_mmap,
3305 #ifndef CONFIG_MMU
3306         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3307         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3308 #endif
3309         .poll           = io_uring_poll,
3310 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3311         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3312 #endif
3313 };
3314
3315 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3316 {
3317         return file->f_op == &io_uring_fops;
3318 }
3319
3320 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3321                                          struct io_uring_params *p)
3322 {
3323         struct io_rings *rings;
3324         size_t size, sq_array_offset;
3325
3326         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3327         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3328         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3329
3330         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3331         if (size == SIZE_MAX)
3332                 return -EOVERFLOW;
3333
3334         rings = io_mem_alloc(size);
3335         if (!rings)
3336                 return -ENOMEM;
3337
3338         ctx->rings = rings;
3339         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3340         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3341         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3342         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3343         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3344
3345         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3346                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3347         else
3348                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3349         if (size == SIZE_MAX) {
3350                 io_mem_free(ctx->rings);
3351                 ctx->rings = NULL;
3352                 return -EOVERFLOW;
3353         }
3354
3355         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3356         if (!ctx->sq_sqes) {
3357                 io_mem_free(ctx->rings);
3358                 ctx->rings = NULL;
3359                 return -ENOMEM;
3360         }
3361
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3366 {
3367         int ret, fd;
3368
3369         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3370         if (fd < 0)
3371                 return fd;
3372
3373         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3374         if (ret) {
3375                 put_unused_fd(fd);
3376                 return ret;
3377         }
3378         fd_install(fd, file);
3379         return fd;
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3384  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3385  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3386  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3387  */
3388 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3389 {
3390         struct file *file;
3391 #if defined(CONFIG_UNIX)
3392         int ret;
3393
3394         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3395                                 &ctx->ring_sock);
3396         if (ret)
3397                 return ERR_PTR(ret);
3398 #endif
3399
3400         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3401                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3402 #if defined(CONFIG_UNIX)
3403         if (IS_ERR(file)) {
3404                 sock_release(ctx->ring_sock);
3405                 ctx->ring_sock = NULL;
3406         } else {
3407                 ctx->ring_sock->file = file;
3408         }
3409 #endif
3410         return file;
3411 }
3412
3413 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3414                                   struct io_uring_params __user *params)
3415 {
3416         struct io_ring_ctx *ctx;
3417         struct file *file;
3418         int ret;
3419
3420         if (!entries)
3421                 return -EINVAL;
3422         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3423                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3424                         return -EINVAL;
3425                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3426         }
3427
3428         /*
3429          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3430          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3431          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3432          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3433          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3434          * of CQ ring entries manually.
3435          */
3436         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3437         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3438                 /*
3439                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3440                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3441                  * any cq vs sq ring sizing.
3442                  */
3443                 if (!p->cq_entries)
3444                         return -EINVAL;
3445                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3446                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3447                                 return -EINVAL;
3448                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3449                 }
3450                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3451                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3452                         return -EINVAL;
3453         } else {
3454                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3455         }
3456
3457         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3458         if (!ctx)
3459                 return -ENOMEM;
3460
3461         /*
3462          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3463          * space applications don't need to do io completion events
3464          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3465          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3466          */
3467         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3468             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3469                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3470
3471         ctx->compat = in_compat_syscall();
3472         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3473                 ctx->user = get_uid(current_user());
3474
3475         /*
3476          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3477          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3478          */
3479         ret = -EINVAL;
3480         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3481                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3482                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3483                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3484                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3485                         goto err;
3486                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3487         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3488                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3489         } else {
3490                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3491                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3492                         goto err;
3493                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3494         }
3495
3496         /*
3497          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3498          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3499          * that.
3500          */
3501         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3502             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3503                 goto err;
3504         }
3505
3506         /*
3507          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3508          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3509          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3510          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3511          */
3512         mmgrab(current->mm);
3513         ctx->mm_account = current->mm;
3514
3515         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3516         if (ret)
3517                 goto err;
3518
3519         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3520         if (ret)
3521                 goto err;
3522         /* always set a rsrc node */
3523         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3524         if (ret)
3525                 goto err;
3526         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3527
3528         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3529         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3530         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3531         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3532         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3533         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3534         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3535         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3536
3537         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3538         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3539         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3540         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3541         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3542         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3543         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3544         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3545
3546         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3547                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3548                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3549                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3550                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3551                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3552                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3553
3554         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3555                 ret = -EFAULT;
3556                 goto err;
3557         }
3558
3559         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3560             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3561                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3562
3563         file = io_uring_get_file(ctx);
3564         if (IS_ERR(file)) {
3565                 ret = PTR_ERR(file);
3566                 goto err;
3567         }
3568
3569         /*
3570          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3571          * having closed it before we finish setup
3572          */
3573         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3574         if (ret < 0) {
3575                 /* fput will clean it up */
3576                 fput(file);
3577                 return ret;
3578         }
3579
3580         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3581         return ret;
3582 err:
3583         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3584         return ret;
3585 }
3586
3587 /*
3588  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3589  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3590  * params structure passed in.
3591  */
3592 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3593 {
3594         struct io_uring_params p;
3595         int i;
3596
3597         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3598                 return -EFAULT;
3599         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3600                 if (p.resv[i])
3601                         return -EINVAL;
3602         }
3603
3604         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3605                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3606                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3607                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3608                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3609                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3610                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3611                 return -EINVAL;
3612
3613         return io_uring_create(entries, &p, params);
3614 }
3615
3616 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3617                 struct io_uring_params __user *, params)
3618 {
3619         return io_uring_setup(entries, params);
3620 }
3621
3622 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3623                            unsigned nr_args)
3624 {
3625         struct io_uring_probe *p;
3626         size_t size;
3627         int i, ret;
3628
3629         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3630         if (size == SIZE_MAX)
3631                 return -EOVERFLOW;
3632         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3633         if (!p)
3634                 return -ENOMEM;
3635
3636         ret = -EFAULT;
3637         if (copy_from_user(p, arg, size))
3638                 goto out;
3639         ret = -EINVAL;
3640         if (memchr_inv(p, 0, size))
3641                 goto out;
3642
3643         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3644         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3645                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3646
3647         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3648                 p->ops[i].op = i;
3649                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3650                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3651         }
3652         p->ops_len = i;
3653
3654         ret = 0;
3655         if (copy_to_user(arg, p, size))
3656                 ret = -EFAULT;
3657 out:
3658         kfree(p);
3659         return ret;
3660 }
3661
3662 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3663 {
3664         const struct cred *creds;
3665         u32 id;
3666         int ret;
3667
3668         creds = get_current_cred();
3669
3670         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3671                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3672         if (ret < 0) {
3673                 put_cred(creds);
3674                 return ret;
3675         }
3676         return id;
3677 }
3678
3679 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3680                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3681 {
3682         struct io_uring_restriction *res;
3683         size_t size;
3684         int i, ret;
3685
3686         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3687         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3688                 return -EBADFD;
3689
3690         /* We allow only a single restrictions registration */
3691         if (ctx->restrictions.registered)
3692                 return -EBUSY;
3693
3694         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3695                 return -EINVAL;
3696
3697         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3698         if (size == SIZE_MAX)
3699                 return -EOVERFLOW;
3700
3701         res = memdup_user(arg, size);
3702         if (IS_ERR(res))
3703                 return PTR_ERR(res);
3704
3705         ret = 0;
3706
3707         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3708                 switch (res[i].opcode) {
3709                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3710                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3711                                 ret = -EINVAL;
3712                                 goto out;
3713                         }
3714
3715                         __set_bit(res[i].register_op,
3716                                   ctx->restrictions.register_op);
3717                         break;
3718                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3719                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3720                                 ret = -EINVAL;
3721                                 goto out;
3722                         }
3723
3724                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3725                         break;
3726                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3727                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3728                         break;
3729                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3730                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3731                         break;
3732                 default:
3733                         ret = -EINVAL;
3734                         goto out;
3735                 }
3736         }
3737
3738 out:
3739         /* Reset all restrictions if an error happened */
3740         if (ret != 0)
3741                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3742         else
3743                 ctx->restrictions.registered = true;
3744
3745         kfree(res);
3746         return ret;
3747 }
3748
3749 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3750 {
3751         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3752                 return -EBADFD;
3753
3754         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3755                 ctx->submitter_task = get_task_struct(current);
3756
3757         if (ctx->restrictions.registered)
3758                 ctx->restricted = 1;
3759
3760         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3761         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3762                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3767                                        void __user *arg, unsigned len)
3768 {
3769         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3770         cpumask_var_t new_mask;
3771         int ret;
3772
3773         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3774                 return -EINVAL;
3775
3776         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3777                 return -ENOMEM;
3778
3779         cpumask_clear(new_mask);
3780         if (len > cpumask_size())
3781                 len = cpumask_size();
3782
3783         if (in_compat_syscall()) {
3784                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3785                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3786                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3787         } else {
3788                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3789         }
3790
3791         if (ret) {
3792                 free_cpumask_var(new_mask);
3793                 return -EFAULT;
3794         }
3795
3796         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3797         free_cpumask_var(new_mask);
3798         return ret;
3799 }
3800
3801 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3802 {
3803         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3804
3805         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3806                 return -EINVAL;
3807
3808         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3809 }
3810
3811 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3812                                                void __user *arg)
3813         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3814 {
3815         struct io_tctx_node *node;
3816         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3817         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3818         __u32 new_count[2];
3819         int i, ret;
3820
3821         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3822                 return -EFAULT;
3823         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3824                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3825                         return -EINVAL;
3826
3827         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3828                 sqd = ctx->sq_data;
3829                 if (sqd) {
3830                         /*
3831                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3832                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3833                          * a ref to the ctx.
3834                          */
3835                         refcount_inc(&sqd->refs);
3836                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3837                         mutex_lock(&sqd->lock);
3838                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3839                         if (sqd->thread)
3840                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3841                 }
3842         } else {
3843                 tctx = current->io_uring;
3844         }
3845
3846         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3847
3848         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3849                 if (new_count[i])
3850                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3851         ctx->iowq_limits_set = true;
3852
3853         if (tctx && tctx->io_wq) {
3854                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3855                 if (ret)
3856                         goto err;
3857         } else {
3858                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3859         }
3860
3861         if (sqd) {
3862                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3863                 io_put_sq_data(sqd);
3864         }
3865
3866         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3867                 return -EFAULT;
3868
3869         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3870         if (sqd)
3871                 return 0;
3872
3873         /* now propagate the restriction to all registered users */
3874         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3875                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3876
3877                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3878                         continue;
3879
3880                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3881                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3882                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3883                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3884         }
3885         return 0;
3886 err:
3887         if (sqd) {
3888                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3889                 io_put_sq_data(sqd);
3890         }
3891         return ret;
3892 }
3893
3894 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3895                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3896         __releases(ctx->uring_lock)
3897         __acquires(ctx->uring_lock)
3898 {
3899         int ret;
3900
3901         /*
3902          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3903          * dying as we're holding a file ref here.
3904          */
3905         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3906                 return -ENXIO;
3907
3908         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
3909                 return -EEXIST;
3910
3911         if (ctx->restricted) {
3912                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3913                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3914                         return -EACCES;
3915         }
3916
3917         switch (opcode) {
3918         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3919                 ret = -EFAULT;
3920                 if (!arg)
3921                         break;
3922                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3923                 break;
3924         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3925                 ret = -EINVAL;
3926                 if (arg || nr_args)
3927                         break;
3928                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3929                 break;
3930         case IORING_REGISTER_FILES:
3931                 ret = -EFAULT;
3932                 if (!arg)
3933                         break;
3934                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3935                 break;
3936         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3937                 ret = -EINVAL;
3938                 if (arg || nr_args)
3939                         break;
3940                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3941                 break;
3942         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3943                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3944                 break;
3945         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3946                 ret = -EINVAL;
3947                 if (nr_args != 1)
3948                         break;
3949                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3950                 break;
3951         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3952                 ret = -EINVAL;
3953                 if (nr_args != 1)
3954                         break;
3955                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3956                 break;
3957         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3958                 ret = -EINVAL;
3959                 if (arg || nr_args)
3960                         break;
3961                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3962                 break;
3963         case IORING_REGISTER_PROBE:
3964                 ret = -EINVAL;
3965                 if (!arg || nr_args > 256)
3966                         break;
3967                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3968                 break;
3969         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3970                 ret = -EINVAL;
3971                 if (arg || nr_args)
3972                         break;
3973                 ret = io_register_personality(ctx);
3974                 break;
3975         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3976                 ret = -EINVAL;
3977                 if (arg)
3978                         break;
3979                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3980                 break;
3981         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3982                 ret = -EINVAL;
3983                 if (arg || nr_args)
3984                         break;
3985                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3986                 break;
3987         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3988                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3989                 break;
3990         case IORING_REGISTER_FILES2:
3991                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3992                 break;
3993         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3994                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3995                                               IORING_RSRC_FILE);
3996                 break;
3997         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3998                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3999                 break;
4000         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4001                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4002                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4003                 break;
4004         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4005                 ret = -EINVAL;
4006                 if (!arg || !nr_args)
4007                         break;
4008                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4009                 break;
4010         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4011                 ret = -EINVAL;
4012                 if (arg || nr_args)
4013                         break;
4014                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4015                 break;
4016         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4017                 ret = -EINVAL;
4018                 if (!arg || nr_args != 2)
4019                         break;
4020                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4021                 break;
4022         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4023                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4024                 break;
4025         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4026                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4027                 break;
4028         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4029                 ret = -EINVAL;
4030                 if (!arg || nr_args != 1)
4031                         break;
4032                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4033                 break;
4034         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4035                 ret = -EINVAL;
4036                 if (!arg || nr_args != 1)
4037                         break;
4038                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4039                 break;
4040         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4041                 ret = -EINVAL;
4042                 if (!arg || nr_args != 1)
4043                         break;
4044                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4045                 break;
4046         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4047                 ret = -EINVAL;
4048                 if (!arg || nr_args)
4049                         break;
4050                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4051                 break;
4052         default:
4053                 ret = -EINVAL;
4054                 break;
4055         }
4056
4057         return ret;
4058 }
4059
4060 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4061                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4062 {
4063         struct io_ring_ctx *ctx;
4064         long ret = -EBADF;
4065         struct fd f;
4066
4067         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4068                 return -EINVAL;
4069
4070         f = fdget(fd);
4071         if (!f.file)
4072                 return -EBADF;
4073
4074         ret = -EOPNOTSUPP;
4075         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4076                 goto out_fput;
4077
4078         ctx = f.file->private_data;
4079
4080         io_run_task_work_ctx(ctx);
4081
4082         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4083         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4084         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4085         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4086 out_fput:
4087         fdput(f);
4088         return ret;
4089 }
4090
4091 static int __init io_uring_init(void)
4092 {
4093 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4094         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4095         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4096 } while (0)
4097
4098 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4099         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4100 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4101         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4102         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4103         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4104         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4105         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4106         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4107         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4108         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4109         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4110         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4111         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4112         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4113         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4114         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4115         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4116         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4117         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4118         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4119         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4120         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4121         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4122         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4123         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4124         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4125         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4126         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4127         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4128         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4129         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4130         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4131         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4132         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4133         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4134         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4135         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4136         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4137         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4138         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4139         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4140         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4141         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4142         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4143         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4144         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4145
4146         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4147                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4148         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4149                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4150
4151         /* ->buf_index is u16 */
4152         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4153         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4154                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4155
4156         /* should fit into one byte */
4157         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4158         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4159         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4160
4161         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4162
4163         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4164
4165         io_uring_optable_init();
4166
4167         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4168                                 SLAB_ACCOUNT);
4169         return 0;
4170 };
4171 __initcall(io_uring_init);