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 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
 153
 154 static struct kmem_cache *req_cachep;
 155
 156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 157 {
 158 #if defined(CONFIG_UNIX)
 159         if (io_is_uring_fops(file)) {
 160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 161
 162                 return ctx->ring_sock->sk;
 163         }
 164 #endif
 165         return NULL;
 166 }
 167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 168
 169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 170 {
 171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
 172             ctx->submit_state.cqes_count)
 173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 174 }
 175
 176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 177 {
 178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 179 }
 180
 181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
 182 {
 183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 184 }
 185
 186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 187 {
 188         struct io_kiocb *req;
 189
 190         io_for_each_link(req, head) {
 191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 192                         return true;
 193         }
 194         return false;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 199  * User must not hold timeout_lock.
 200  */
 201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 202                         bool cancel_all)
 203 {
 204         bool matched;
 205
 206         if (task && head->task != task)
 207                 return false;
 208         if (cancel_all)
 209                 return true;
 210
 211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 213
 214                 /* protect against races with linked timeouts */
 215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 216                 matched = io_match_linked(head);
 217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 218         } else {
 219                 matched = io_match_linked(head);
 220         }
 221         return matched;
 222 }
 223
 224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 225 {
 226         req_set_fail(req);
 227         io_req_set_res(req, res, 0);
 228 }
 229
 230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 231 {
 232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 233 }
 234
 235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 236 {
 237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 238
 239         complete(&ctx->ref_comp);
 240 }
 241
 242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 243 {
 244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 245                                                 fallback_work.work);
 246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 247         struct io_kiocb *req, *tmp;
 248         bool locked = false;
 249
 250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
 252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 253
 254         if (locked) {
 255                 io_submit_flush_completions(ctx);
 256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 257         }
 258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 259 }
 260
 261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 262 {
 263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 265
 266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 267         if (!table->hbs)
 268                 return -ENOMEM;
 269
 270         table->hash_bits = bits;
 271         init_hash_table(table, hash_buckets);
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 276 {
 277         struct io_ring_ctx *ctx;
 278         int hash_bits;
 279
 280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 281         if (!ctx)
 282                 return NULL;
 283
 284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 285
 286         /*
 287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 290          */
 291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 294                 goto err;
 295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 296                 goto err;
 297
 298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 299         if (!ctx->dummy_ubuf)
 300                 goto err;
 301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 303
 304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 305                             0, GFP_KERNEL))
 306                 goto err;
 307
 308         ctx->flags = p->flags;
 309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
 314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
 315         init_completion(&ctx->ref_comp);
 316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
 331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
 333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 338         return ctx;
 339 err:
 340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 343         kfree(ctx->io_bl);
 344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 345         kfree(ctx);
 346         return NULL;
 347 }
 348
 349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 350 {
 351         struct io_rings *r = ctx->rings;
 352
 353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 354         ctx->cq_extra--;
 355 }
 356
 357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 358 {
 359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 361
 362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 363         }
 364
 365         return false;
 366 }
 367
 368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 369 {
 370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 373         }
 374 }
 375
 376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 377 {
 378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 379                 return NULL;
 380
 381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 383
 384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 385         io_req_set_refcount(req);
 386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 387         return req->link;
 388 }
 389
 390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 391 {
 392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 393                 return NULL;
 394         return __io_prep_linked_timeout(req);
 395 }
 396
 397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 398 {
 399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 400 }
 401
 402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 403 {
 404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 405                 __io_arm_ltimeout(req);
 406 }
 407
 408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 409 {
 410         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 412
 413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 415                 req->creds = get_current_cred();
 416         }
 417
 418         req->work.list.next = NULL;
 419         req->work.flags = 0;
 420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 423
 424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
 425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
 426
 427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 431                 if (def->unbound_nonreg_file)
 432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 433         }
 434 }
 435
 436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 437 {
 438         struct io_kiocb *cur;
 439
 440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 442
 443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 444                 io_for_each_link(cur, req)
 445                         io_prep_async_work(cur);
 446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 447         } else {
 448                 io_for_each_link(cur, req)
 449                         io_prep_async_work(cur);
 450         }
 451 }
 452
 453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 454 {
 455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 457
 458         BUG_ON(!tctx);
 459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 460
 461         /* init ->work of the whole link before punting */
 462         io_prep_async_link(req);
 463
 464         /*
 465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 469          * worker for it).
 470          */
 471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 473
 474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 476         if (link)
 477                 io_queue_linked_timeout(link);
 478 }
 479
 480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 481 {
 482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 484                                                 struct io_defer_entry, list);
 485
 486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 487                         break;
 488                 list_del_init(&de->list);
 489                 io_req_task_queue(de->req);
 490                 kfree(de);
 491         }
 492 }
 493
 494
 495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
 496 {
 497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
 498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
 499
 500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
 501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 502
 503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
 504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
 505          * it regardless.
 506          */
 507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
 508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
 509                 kfree(ev_fd);
 510         }
 511 }
 512
 513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 514 {
 515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
 516
 517         rcu_read_lock();
 518         /*
 519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 520          * and eventfd_signal
 521          */
 522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 523
 524         /*
 525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 527          * the function and rcu_read_lock.
 528          */
 529         if (unlikely(!ev_fd))
 530                 goto out;
 531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 532                 goto out;
 533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
 534                 goto out;
 535
 536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
 537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
 538         } else {
 539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
 540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
 541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
 542                 else
 543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
 544         }
 545
 546 out:
 547         rcu_read_unlock();
 548 }
 549
 550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 551 {
 552         bool skip;
 553
 554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 555
 556         /*
 557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
 558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
 559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
 560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
 561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
 562          * posted to the CQ ring.
 563          */
 564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
 565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
 566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 567         if (skip)
 568                 return;
 569
 570         io_eventfd_signal(ctx);
 571 }
 572
 573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 574 {
 575         if (ctx->off_timeout_used)
 576                 io_flush_timeouts(ctx);
 577         if (ctx->drain_active) {
 578                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 579                 io_queue_deferred(ctx);
 580                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 581         }
 582         if (ctx->has_evfd)
 583                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
 584 }
 585
 586 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 587         __acquires(ctx->completion_lock)
 588 {
 589         if (!ctx->task_complete)
 590                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 591 }
 592
 593 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
 594 {
 595         if (!ctx->task_complete)
 596                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 597 }
 598
 599 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
 600         __acquires(ctx->completion_lock)
 601 {
 602         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 603 }
 604
 605 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
 606         __releases(ctx->completion_lock)
 607 {
 608         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 609 }
 610
 611 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
 612 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 613         __releases(ctx->completion_lock)
 614 {
 615         io_commit_cqring(ctx);
 616         __io_cq_unlock(ctx);
 617         io_commit_cqring_flush(ctx);
 618         io_cqring_wake(ctx);
 619 }
 620
 621 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
 622         __releases(ctx->completion_lock)
 623 {
 624         io_commit_cqring(ctx);
 625         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 626         io_commit_cqring_flush(ctx);
 627         io_cqring_wake(ctx);
 628 }
 629
 630 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 631 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
 632 {
 633         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 634         LIST_HEAD(list);
 635
 636         io_cq_lock(ctx);
 637         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
 638         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 639         io_cq_unlock(ctx);
 640
 641         while (!list_empty(&list)) {
 642                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
 643                 list_del(&ocqe->list);
 644                 kfree(ocqe);
 645         }
 646 }
 647
 648 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 649 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 650 {
 651         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 652
 653         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 654                 return;
 655
 656         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 657                 cqe_size <<= 1;
 658
 659         io_cq_lock(ctx);
 660         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 661                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
 662                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 663
 664                 if (!cqe)
 665                         break;
 666                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 667                                         struct io_overflow_cqe, list);
 668                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 669                 list_del(&ocqe->list);
 670                 kfree(ocqe);
 671         }
 672
 673         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 674                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 675                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 676         }
 677         io_cq_unlock_post(ctx);
 678 }
 679
 680 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 681 {
 682         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 684                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 685         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
 686         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 687                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 688 }
 689
 690 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 691 {
 692         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 693                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
 694 }
 695
 696 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 697 {
 698         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 699
 700         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 701         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 702                 wake_up(&tctx->wait);
 703         put_task_struct_many(task, nr);
 704 }
 705
 706 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 707 {
 708         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 709
 710         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 711         refcount_add(refill, &current->usage);
 712         tctx->cached_refs += refill;
 713 }
 714
 715 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 716 {
 717         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 718         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 719
 720         if (refs) {
 721                 tctx->cached_refs = 0;
 722                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 723                 put_task_struct_many(task, refs);
 724         }
 725 }
 726
 727 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 728                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 729 {
 730         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 731         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 732         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 733
 734         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
 735
 736         if (is_cqe32)
 737                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 738
 739         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 740         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 741         if (!ocqe) {
 742                 /*
 743                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 744                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 745                  * on the floor.
 746                  */
 747                 io_account_cq_overflow(ctx);
 748                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 749                 return false;
 750         }
 751         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 752                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 753                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 754
 755         }
 756         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 757         ocqe->cqe.res = res;
 758         ocqe->cqe.flags = cflags;
 759         if (is_cqe32) {
 760                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 761                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 762         }
 763         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 764         return true;
 765 }
 766
 767 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 768 {
 769         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 770                 req->extra1 = 0;
 771                 req->extra2 = 0;
 772         }
 773         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 774                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 775                                         req->extra1, req->extra2);
 776 }
 777
 778 /*
 779  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 780  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 781  * fill the cq entry
 782  */
 783 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
 784 {
 785         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 786         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 787         unsigned int free, queued, len;
 788
 789         /*
 790          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
 791          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
 792          * Force overflow the completion.
 793          */
 794         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
 795                 return NULL;
 796
 797         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 798         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 799         free = ctx->cq_entries - queued;
 800         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 801         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 802         if (!len)
 803                 return NULL;
 804
 805         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 806                 off <<= 1;
 807                 len <<= 1;
 808         }
 809
 810         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 811         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 812
 813         ctx->cached_cq_tail++;
 814         ctx->cqe_cached++;
 815         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 816                 ctx->cqe_cached++;
 817         return &rings->cqes[off];
 818 }
 819
 820 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
 821                               u32 cflags)
 822 {
 823         struct io_uring_cqe *cqe;
 824
 825         ctx->cq_extra++;
 826
 827         /*
 828          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 829          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 830          * the ring.
 831          */
 832         cqe = io_get_cqe(ctx);
 833         if (likely(cqe)) {
 834                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 835
 836                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 837                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 838                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 839
 840                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 841                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 842                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 843                 }
 844                 return true;
 845         }
 846         return false;
 847 }
 848
 849 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
 850         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 851 {
 852         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
 853         unsigned int i;
 854
 855         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 856         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
 857                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
 858
 859                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
 860                         if (ctx->task_complete) {
 861                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 862                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 863                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 864                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 865                         } else {
 866                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
 867                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
 868                         }
 869                 }
 870         }
 871         state->cqes_count = 0;
 872 }
 873
 874 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 875                               bool allow_overflow)
 876 {
 877         bool filled;
 878
 879         io_cq_lock(ctx);
 880         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 881         if (!filled && allow_overflow)
 882                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 883
 884         io_cq_unlock_post(ctx);
 885         return filled;
 886 }
 887
 888 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 889 {
 890         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
 891 }
 892
 893 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
 894                 bool allow_overflow)
 895 {
 896         struct io_uring_cqe *cqe;
 897         unsigned int length;
 898
 899         if (!defer)
 900                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
 901
 902         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
 903
 904         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
 905
 906         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
 907                 __io_cq_lock(ctx);
 908                 __io_flush_post_cqes(ctx);
 909                 /* no need to flush - flush is deferred */
 910                 __io_cq_unlock_post(ctx);
 911         }
 912
 913         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
 914          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
 915          * and in that it works just as well.
 916          */
 917         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
 918                 return false;
 919
 920         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
 921         cqe->user_data = user_data;
 922         cqe->res = res;
 923         cqe->flags = cflags;
 924         return true;
 925 }
 926
 927 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 928 {
 929         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 930
 931         io_cq_lock(ctx);
 932         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 933                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
 934
 935         /*
 936          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 937          * free_list cache.
 938          */
 939         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 940                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 941                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 942                                 io_disarm_next(req);
 943                         if (req->link) {
 944                                 io_req_task_queue(req->link);
 945                                 req->link = NULL;
 946                         }
 947                 }
 948                 io_req_put_rsrc(req);
 949                 /*
 950                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 951                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 952                  * deadlocks.
 953                  */
 954                 io_put_kbuf_comp(req);
 955                 io_dismantle_req(req);
 956                 io_put_task(req->task, 1);
 957                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 958                 ctx->locked_free_nr++;
 959         }
 960         io_cq_unlock_post(ctx);
 961 }
 962
 963 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 964 {
 965         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
 966                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
 967                 io_req_task_work_add(req);
 968         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
 969                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
 970                 __io_req_complete_post(req);
 971         } else {
 972                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 973
 974                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 975                 __io_req_complete_post(req);
 976                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 977         }
 978 }
 979
 980 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 981         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 982 {
 983         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 984
 985         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
 986
 987         req_set_fail(req);
 988         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 989         if (def->fail)
 990                 def->fail(req);
 991         io_req_complete_defer(req);
 992 }
 993
 994 /*
 995  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 996  * advance and keep them valid across allocations.
 997  */
 998 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 999 {
1000         req->ctx = ctx;
1001         req->link = NULL;
1002         req->async_data = NULL;
1003         /* not necessary, but safer to zero */
1004         req->cqe.res = 0;
1005 }
1006
1007 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1008                                         struct io_submit_state *state)
1009 {
1010         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1011         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1012         ctx->locked_free_nr = 0;
1013         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1018  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1019  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1020  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1021  */
1022 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1023         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1024 {
1025         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1026         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1027         int ret, i;
1028
1029         /*
1030          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1031          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1032          * side cache.
1033          */
1034         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1035                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1036                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1037                         return true;
1038         }
1039
1040         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1041
1042         /*
1043          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1044          * retry single alloc to be on the safe side.
1045          */
1046         if (unlikely(ret <= 0)) {
1047                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1048                 if (!reqs[0])
1049                         return false;
1050                 ret = 1;
1051         }
1052
1053         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1054         for (i = 0; i < ret; i++) {
1055                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1056
1057                 io_preinit_req(req, ctx);
1058                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1059         }
1060         return true;
1061 }
1062
1063 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1064 {
1065         unsigned int flags = req->flags;
1066
1067         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1068                 io_clean_op(req);
1069         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1070                 io_put_file(req->file);
1071 }
1072
1073 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1074 {
1075         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1076
1077         io_req_put_rsrc(req);
1078         io_dismantle_req(req);
1079         io_put_task(req->task, 1);
1080
1081         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1082         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1083         ctx->locked_free_nr++;
1084         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1085 }
1086
1087 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1088 {
1089         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1090
1091         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1092         io_disarm_next(req);
1093         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1094 }
1095
1096 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1097 {
1098         struct io_kiocb *nxt;
1099
1100         /*
1101          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1102          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1103          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1104          * of the chain.
1105          */
1106         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1107                 __io_req_find_next_prep(req);
1108         nxt = req->link;
1109         req->link = NULL;
1110         return nxt;
1111 }
1112
1113 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1114 {
1115         if (!ctx)
1116                 return;
1117         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1118                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1119         if (*locked) {
1120                 io_submit_flush_completions(ctx);
1121                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1122                 *locked = false;
1123         }
1124         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1125 }
1126
1127 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1128                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1129                                    struct llist_node *last)
1130 {
1131         unsigned int count = 0;
1132
1133         while (node != last) {
1134                 struct llist_node *next = node->next;
1135                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1136                                                     io_task_work.node);
1137
1138                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1139
1140                 if (req->ctx != *ctx) {
1141                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1142                         *ctx = req->ctx;
1143                         /* if not contended, grab and improve batching */
1144                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1145                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1146                 }
1147                 req->io_task_work.func(req, locked);
1148                 node = next;
1149                 count++;
1150         }
1151
1152         return count;
1153 }
1154
1155 /**
1156  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1157  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1158  * @new:        new entry as the head of the list
1159  *
1160  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1161  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1162  */
1163 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1164                                                struct llist_node *new)
1165 {
1166         return xchg(&head->first, new);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1171  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1172  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1173  * @new:        new entry as the head of the list
1174  *
1175  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1176  */
1177
1178 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1179                                                   struct llist_node *old,
1180                                                   struct llist_node *new)
1181 {
1182         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1183 }
1184
1185 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1186 {
1187         bool uring_locked = false;
1188         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1189         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1190                                                   task_work);
1191         struct llist_node fake = {};
1192         struct llist_node *node;
1193         unsigned int loops = 1;
1194         unsigned int count;
1195
1196         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1197                 io_fallback_tw(tctx);
1198                 return;
1199         }
1200
1201         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1202         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1203         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1204         while (node != &fake) {
1205                 loops++;
1206                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1207                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1208                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1209         }
1210
1211         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1212
1213         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1214         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1215                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1216
1217         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1218 }
1219
1220 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1221 {
1222         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1223         struct io_kiocb *req;
1224
1225         while (node) {
1226                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1227                 node = node->next;
1228                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1229                               &req->ctx->fallback_llist))
1230                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1231         }
1232 }
1233
1234 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1235 {
1236         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1237
1238         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1239
1240         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1241                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1242                 return;
1243         }
1244         /* need it for the following io_cqring_wake() */
1245         smp_mb__after_atomic();
1246
1247         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1248                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1249                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1250                 return;
1251         }
1252
1253         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1254                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1255
1256         if (ctx->has_evfd)
1257                 io_eventfd_signal(ctx);
1258         __io_cqring_wake(ctx);
1259         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1260 }
1261
1262 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1263 {
1264         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1265         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1266
1267         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1268                 io_req_local_work_add(req);
1269                 return;
1270         }
1271
1272         /* task_work already pending, we're done */
1273         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1274                 return;
1275
1276         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1277                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1278
1279         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1280                 return;
1281
1282         io_fallback_tw(tctx);
1283 }
1284
1285 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1286 {
1287         struct llist_node *node;
1288
1289         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1290         while (node) {
1291                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1292                                                     io_task_work.node);
1293
1294                 node = node->next;
1295                 __io_req_task_work_add(req, false);
1296         }
1297 }
1298
1299 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1300 {
1301         struct llist_node *node;
1302         struct llist_node fake;
1303         struct llist_node *current_final = NULL;
1304         int ret = 0;
1305         unsigned int loops = 1;
1306
1307         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1308                 return -EEXIST;
1309
1310         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1311 again:
1312         while (node != current_final) {
1313                 struct llist_node *next = node->next;
1314                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1315                                                     io_task_work.node);
1316                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1317                 req->io_task_work.func(req, locked);
1318                 ret++;
1319                 node = next;
1320         }
1321
1322         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1323                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1324
1325         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1326         if (node != &fake) {
1327                 loops++;
1328                 current_final = &fake;
1329                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1330                 goto again;
1331         }
1332
1333         if (*locked)
1334                 io_submit_flush_completions(ctx);
1335         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1336         return ret;
1337
1338 }
1339
1340 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1341 {
1342         bool locked;
1343         int ret;
1344
1345         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1346         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1347         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1348         if (locked)
1349                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1350
1351         return ret;
1352 }
1353
1354 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1355 {
1356         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1357         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1358 }
1359
1360 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1361 {
1362         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1363         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1364         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1365                 io_queue_sqe(req);
1366         else
1367                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1368 }
1369
1370 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1371 {
1372         io_req_set_res(req, ret, 0);
1373         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1374         io_req_task_work_add(req);
1375 }
1376
1377 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1378 {
1379         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1380         io_req_task_work_add(req);
1381 }
1382
1383 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1384 {
1385         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1386
1387         if (nxt)
1388                 io_req_task_queue(nxt);
1389 }
1390
1391 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1392         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1393 {
1394         struct task_struct *task = NULL;
1395         int task_refs = 0;
1396
1397         do {
1398                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1399                                                     comp_list);
1400
1401                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1402                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1403                                 node = req->comp_list.next;
1404                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1405                                         continue;
1406                         }
1407                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1408                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1409
1410                                 if (apoll->double_poll)
1411                                         kfree(apoll->double_poll);
1412                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1413                                         kfree(apoll);
1414                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1415                         }
1416                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1417                                 io_queue_next(req);
1418                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1419                                 io_clean_op(req);
1420                 }
1421                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1422                         io_put_file(req->file);
1423
1424                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1425
1426                 if (req->task != task) {
1427                         if (task)
1428                                 io_put_task(task, task_refs);
1429                         task = req->task;
1430                         task_refs = 0;
1431                 }
1432                 task_refs++;
1433                 node = req->comp_list.next;
1434                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1435         } while (node);
1436
1437         if (task)
1438                 io_put_task(task, task_refs);
1439 }
1440
1441 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1442         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1443 {
1444         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1445         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1446
1447         __io_cq_lock(ctx);
1448         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1449         if (state->cqes_count)
1450                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1451         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1452                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1453                                             comp_list);
1454
1455                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1456                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1457                         if (ctx->task_complete) {
1458                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1459                                 io_req_cqe_overflow(req);
1460                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1461                         } else {
1462                                 io_req_cqe_overflow(req);
1463                         }
1464                 }
1465         }
1466         __io_cq_unlock_post(ctx);
1467
1468         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1469                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1470                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1471         }
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1476  * was the last reference to this request.
1477  */
1478 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1479 {
1480         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1481
1482         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1483                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1484                         nxt = io_req_find_next(req);
1485                 io_free_req(req);
1486         }
1487         return nxt;
1488 }
1489
1490 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1491 {
1492         /* See comment at the top of this file */
1493         smp_rmb();
1494         return __io_cqring_events(ctx);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1499  * find and complete them.
1500  */
1501 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1502 {
1503         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1504                 return;
1505
1506         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1507         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1508                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1509                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1510                         break;
1511                 /*
1512                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1513                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1514                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1515                  */
1516                 if (need_resched()) {
1517                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1518                         cond_resched();
1519                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1520                 }
1521         }
1522         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1523 }
1524
1525 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1526 {
1527         unsigned int nr_events = 0;
1528         int ret = 0;
1529         unsigned long check_cq;
1530
1531         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1532                 return -EEXIST;
1533
1534         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1535         if (unlikely(check_cq)) {
1536                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1537                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1538                 /*
1539                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1540                  * dropped CQE.
1541                  */
1542                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1543                         return -EBADR;
1544         }
1545         /*
1546          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1547          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1548          * already triggered a CQE (eg in error).
1549          */
1550         if (io_cqring_events(ctx))
1551                 return 0;
1552
1553         do {
1554                 /*
1555                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1556                  * application entering polling for a command before it gets
1557                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1558                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1559                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1560                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1561                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1562                  * very same mutex.
1563                  */
1564                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1565                     io_task_work_pending(ctx)) {
1566                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1567
1568                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1569
1570                         if (task_work_pending(current) ||
1571                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1572                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1573                                 io_run_task_work();
1574                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1575                         }
1576                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1577                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1578                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1579                                 break;
1580                 }
1581                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1582                 if (ret < 0)
1583                         break;
1584                 nr_events += ret;
1585                 ret = 0;
1586         } while (nr_events < min && !need_resched());
1587
1588         return ret;
1589 }
1590
1591 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1592 {
1593         if (*locked)
1594                 io_req_complete_defer(req);
1595         else
1596                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1601  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1602  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1603  * accessing the kiocb cookie.
1604  */
1605 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1606 {
1607         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1608         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1609
1610         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1611         if (unlikely(needs_lock))
1612                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1613
1614         /*
1615          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1616          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1617          * different devices.
1618          */
1619         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1620                 ctx->poll_multi_queue = false;
1621         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1622                 struct io_kiocb *list_req;
1623
1624                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1625                                         comp_list);
1626                 if (list_req->file != req->file)
1627                         ctx->poll_multi_queue = true;
1628         }
1629
1630         /*
1631          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1632          * it to the front so we find it first.
1633          */
1634         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1635                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1636         else
1637                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1638
1639         if (unlikely(needs_lock)) {
1640                 /*
1641                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1642                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1643                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1644                  * whether should wake up sq thread.
1645                  */
1646                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1647                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1648                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1649
1650                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1651         }
1652 }
1653
1654 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1655 {
1656         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1661  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1662  * inline.
1663  */
1664 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1665 {
1666         if (S_ISBLK(mode)) {
1667                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1668                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1669                         return true;
1670                 return false;
1671         }
1672         if (S_ISSOCK(mode))
1673                 return true;
1674         if (S_ISREG(mode)) {
1675                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1676                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1677                     !io_is_uring_fops(file))
1678                         return true;
1679                 return false;
1680         }
1681
1682         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1683         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1684                 return true;
1685         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1690  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1691  * inline.
1692  */
1693 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1694 {
1695         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1696         unsigned int res = 0;
1697
1698         if (S_ISREG(mode))
1699                 res |= FFS_ISREG;
1700         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1701                 res |= FFS_NOWAIT;
1702         return res;
1703 }
1704
1705 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1706 {
1707         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1708         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1709         if (req->async_data) {
1710                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1711                 return false;
1712         }
1713         return true;
1714 }
1715
1716 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1717 {
1718         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1719
1720         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1721         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1722                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1723         if (!def->prep_async)
1724                 return 0;
1725         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1726                 return -EFAULT;
1727         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1728                 if (io_alloc_async_data(req))
1729                         return -EAGAIN;
1730         }
1731         return def->prep_async(req);
1732 }
1733
1734 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1735 {
1736         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1737         struct io_kiocb *cur;
1738
1739         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1740         io_for_each_link(cur, req)
1741                 seq--;
1742         return seq;
1743 }
1744
1745 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1746         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1747 {
1748         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1749         struct io_defer_entry *de;
1750         int ret;
1751         u32 seq = io_get_sequence(req);
1752
1753         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1754         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1755         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1756                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1757 queue:
1758                 ctx->drain_active = false;
1759                 io_req_task_queue(req);
1760                 return;
1761         }
1762         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1763
1764         io_prep_async_link(req);
1765         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1766         if (!de) {
1767                 ret = -ENOMEM;
1768                 io_req_defer_failed(req, ret);
1769                 return;
1770         }
1771
1772         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1773         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1774                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1775                 kfree(de);
1776                 goto queue;
1777         }
1778
1779         trace_io_uring_defer(req);
1780         de->req = req;
1781         de->seq = seq;
1782         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1783         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1784 }
1785
1786 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1787 {
1788         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1789                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1790                 io_put_kbuf_comp(req);
1791                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1792         }
1793
1794         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1795                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1796
1797                 if (def->cleanup)
1798                         def->cleanup(req);
1799         }
1800         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1801                 kfree(req->apoll->double_poll);
1802                 kfree(req->apoll);
1803                 req->apoll = NULL;
1804         }
1805         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1806                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1807
1808                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1809         }
1810         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1811                 put_cred(req->creds);
1812         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1813                 kfree(req->async_data);
1814                 req->async_data = NULL;
1815         }
1816         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1817 }
1818
1819 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1820 {
1821         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1822                 return true;
1823
1824         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1825                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1826         else
1827                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1828
1829         return !!req->file;
1830 }
1831
1832 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1833 {
1834         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1835         const struct cred *creds = NULL;
1836         int ret;
1837
1838         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1839                 return -EBADF;
1840
1841         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1842                 creds = override_creds(req->creds);
1843
1844         if (!def->audit_skip)
1845                 audit_uring_entry(req->opcode);
1846
1847         ret = def->issue(req, issue_flags);
1848
1849         if (!def->audit_skip)
1850                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1851
1852         if (creds)
1853                 revert_creds(creds);
1854
1855         if (ret == IOU_OK) {
1856                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1857                         io_req_complete_defer(req);
1858                 else
1859                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1860         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1861                 return ret;
1862
1863         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1864         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1865                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1866
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1871 {
1872         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1873         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1874                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1875 }
1876
1877 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1878 {
1879         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1880
1881         req = io_put_req_find_next(req);
1882         return req ? &req->work : NULL;
1883 }
1884
1885 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1886 {
1887         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1888         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1889         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1890         bool needs_poll = false;
1891         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1892
1893         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1894         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1895                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1896         else
1897                 req_ref_get(req);
1898
1899         io_arm_ltimeout(req);
1900
1901         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1902         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1903 fail:
1904                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1905                 return;
1906         }
1907         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1908                 err = -EBADF;
1909                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1910                 goto fail;
1911         }
1912
1913         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1914                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1915
1916                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1917                         needs_poll = true;
1918                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1919                 }
1920         }
1921
1922         do {
1923                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1924                 if (ret != -EAGAIN)
1925                         break;
1926                 /*
1927                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1928                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1929                  * wait for request slots on the block side.
1930                  */
1931                 if (!needs_poll) {
1932                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1933                                 break;
1934                         cond_resched();
1935                         continue;
1936                 }
1937
1938                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1939                         return;
1940                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1941                 needs_poll = false;
1942                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1943         } while (1);
1944
1945         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1946         if (ret < 0)
1947                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1948 }
1949
1950 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1951                                       unsigned int issue_flags)
1952 {
1953         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1954         struct file *file = NULL;
1955         unsigned long file_ptr;
1956
1957         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1958
1959         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1960                 goto out;
1961         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1962         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1963         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1964         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1965         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1966         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1967         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1968 out:
1969         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1970         return file;
1971 }
1972
1973 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1974 {
1975         struct file *file = fget(fd);
1976
1977         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1978
1979         /* we don't allow fixed io_uring files */
1980         if (file && io_is_uring_fops(file))
1981                 io_req_track_inflight(req);
1982         return file;
1983 }
1984
1985 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1986         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1987 {
1988         struct io_kiocb *linked_timeout;
1989
1990         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1991                 io_req_defer_failed(req, ret);
1992                 return;
1993         }
1994
1995         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1996
1997         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1998         case IO_APOLL_READY:
1999                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2000                 io_req_task_queue(req);
2001                 break;
2002         case IO_APOLL_ABORTED:
2003                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2004                 io_queue_iowq(req, NULL);
2005                 break;
2006         case IO_APOLL_OK:
2007                 break;
2008         }
2009
2010         if (linked_timeout)
2011                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2012 }
2013
2014 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2015         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2016 {
2017         int ret;
2018
2019         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2020
2021         /*
2022          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2023          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2024          */
2025         if (likely(!ret))
2026                 io_arm_ltimeout(req);
2027         else
2028                 io_queue_async(req, ret);
2029 }
2030
2031 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2032         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2033 {
2034         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2035                 /*
2036                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2037                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2038                  */
2039                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2040                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2041                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2042         } else {
2043                 int ret = io_req_prep_async(req);
2044
2045                 if (unlikely(ret)) {
2046                         io_req_defer_failed(req, ret);
2047                         return;
2048                 }
2049
2050                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2051                         io_drain_req(req);
2052                 else
2053                         io_queue_iowq(req, NULL);
2054         }
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2059  *
2060  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2061  */
2062 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2063                                         struct io_kiocb *req,
2064                                         unsigned int sqe_flags)
2065 {
2066         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2067                 return false;
2068
2069         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2070             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2071                 return false;
2072
2073         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2074                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2075                 return false;
2076
2077         return true;
2078 }
2079
2080 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2081 {
2082         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2083         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2084
2085         ctx->drain_active = true;
2086         if (head) {
2087                 /*
2088                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2089                  * the head request and the next request/link after the current
2090                  * link. Considering sequential execution of links,
2091                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2092                  * link.
2093                  */
2094                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2095                 ctx->drain_next = true;
2096         }
2097 }
2098
2099 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2100                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2101         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2102 {
2103         const struct io_op_def *def;
2104         unsigned int sqe_flags;
2105         int personality;
2106         u8 opcode;
2107
2108         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2109         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2110         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2111         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2112         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2113         req->file = NULL;
2114         req->rsrc_node = NULL;
2115         req->task = current;
2116
2117         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2118                 req->opcode = 0;
2119                 return -EINVAL;
2120         }
2121         def = &io_op_defs[opcode];
2122         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2123                 /* enforce forwards compatibility on users */
2124                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2125                         return -EINVAL;
2126                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2127                         if (!def->buffer_select)
2128                                 return -EOPNOTSUPP;
2129                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2130                 }
2131                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2132                         ctx->drain_disabled = true;
2133                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2134                         if (ctx->drain_disabled)
2135                                 return -EOPNOTSUPP;
2136                         io_init_req_drain(req);
2137                 }
2138         }
2139         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2140                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2141                         return -EACCES;
2142                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2143                 if (ctx->drain_active)
2144                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2145                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2146                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2147                         ctx->drain_next = false;
2148                         ctx->drain_active = true;
2149                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2150                 }
2151         }
2152
2153         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2154                 return -EINVAL;
2155         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2156                 return -EINVAL;
2157
2158         if (def->needs_file) {
2159                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2160
2161                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2162
2163                 /*
2164                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2165                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2166                  */
2167                 if (state->need_plug && def->plug) {
2168                         state->plug_started = true;
2169                         state->need_plug = false;
2170                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2171                 }
2172         }
2173
2174         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2175         if (personality) {
2176                 int ret;
2177
2178                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2179                 if (!req->creds)
2180                         return -EINVAL;
2181                 get_cred(req->creds);
2182                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2183                 if (ret) {
2184                         put_cred(req->creds);
2185                         return ret;
2186                 }
2187                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2188         }
2189
2190         return def->prep(req, sqe);
2191 }
2192
2193 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2194                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2195 {
2196         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2197         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2198         struct io_kiocb *head = link->head;
2199
2200         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2201
2202         /*
2203          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2204          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2205          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2206          * should find the flag and handle the rest.
2207          */
2208         req_fail_link_node(req, ret);
2209         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2210                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2211
2212         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2213                 if (head) {
2214                         link->last->link = req;
2215                         link->head = NULL;
2216                         req = head;
2217                 }
2218                 io_queue_sqe_fallback(req);
2219                 return ret;
2220         }
2221
2222         if (head)
2223                 link->last->link = req;
2224         else
2225                 link->head = req;
2226         link->last = req;
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2231                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2232         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2233 {
2234         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2235         int ret;
2236
2237         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2238         if (unlikely(ret))
2239                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2240
2241         /* don't need @sqe from now on */
2242         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2243
2244         /*
2245          * If we already have a head request, queue this one for async
2246          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2247          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2248          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2249          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2250          */
2251         if (unlikely(link->head)) {
2252                 ret = io_req_prep_async(req);
2253                 if (unlikely(ret))
2254                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2255
2256                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2257                 link->last->link = req;
2258                 link->last = req;
2259
2260                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2261                         return 0;
2262                 /* last request of the link, flush it */
2263                 req = link->head;
2264                 link->head = NULL;
2265                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2266                         goto fallback;
2267
2268         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2269                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2270                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2271                         link->head = req;
2272                         link->last = req;
2273                 } else {
2274 fallback:
2275                         io_queue_sqe_fallback(req);
2276                 }
2277                 return 0;
2278         }
2279
2280         io_queue_sqe(req);
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2286  */
2287 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2288 {
2289         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2290
2291         if (unlikely(state->link.head))
2292                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2293         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2294         io_submit_flush_completions(ctx);
2295         if (state->plug_started)
2296                 blk_finish_plug(&state->plug);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Start submission side cache.
2301  */
2302 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2303                                   unsigned int max_ios)
2304 {
2305         state->plug_started = false;
2306         state->need_plug = max_ios > 2;
2307         state->submit_nr = max_ios;
2308         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2309         state->link.head = NULL;
2310 }
2311
2312 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2313 {
2314         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2315
2316         /*
2317          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2318          * since once we write the new head, the application could
2319          * write new data to them.
2320          */
2321         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2326  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2327  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2328  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2329  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2330  * prevent a re-load down the line.
2331  */
2332 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2333 {
2334         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2335         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2336
2337         /*
2338          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2339          *
2340          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2341          *    head updates.
2342          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2343          *    though the application is the one updating it.
2344          */
2345         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2346         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2347                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2348                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2349                         head <<= 1;
2350                 return &ctx->sq_sqes[head];
2351         }
2352
2353         /* drop invalid entries */
2354         ctx->cq_extra--;
2355         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2356                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2357         return NULL;
2358 }
2359
2360 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2361         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2362 {
2363         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2364         unsigned int left;
2365         int ret;
2366
2367         if (unlikely(!entries))
2368                 return 0;
2369         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2370         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2371         io_get_task_refs(left);
2372         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2373
2374         do {
2375                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2376                 struct io_kiocb *req;
2377
2378                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2379                         break;
2380                 req = io_alloc_req(ctx);
2381                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2382                 if (unlikely(!sqe)) {
2383                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2384                         break;
2385                 }
2386
2387                 /*
2388                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2389                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2390                  */
2391                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2392                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2393                         left--;
2394                         break;
2395                 }
2396         } while (--left);
2397
2398         if (unlikely(left)) {
2399                 ret -= left;
2400                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2401                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2402                         ret = -EAGAIN;
2403                 current->io_uring->cached_refs += left;
2404         }
2405
2406         io_submit_state_end(ctx);
2407          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2408         io_commit_sqring(ctx);
2409         return ret;
2410 }
2411
2412 struct io_wait_queue {
2413         struct wait_queue_entry wq;
2414         struct io_ring_ctx *ctx;
2415         unsigned cq_tail;
2416         unsigned nr_timeouts;
2417 };
2418
2419 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2420 {
2421         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2422                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2423 }
2424
2425 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2426 {
2427         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2428         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2429
2430         /*
2431          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2432          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2433          * regardless of event count.
2434          */
2435         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2436 }
2437
2438 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2439                             int wake_flags, void *key)
2440 {
2441         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2442                                                         wq);
2443         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2444
2445         /*
2446          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2447          * the task, and the next invocation will do it.
2448          */
2449         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2450                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2451         return -1;
2452 }
2453
2454 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2455 {
2456         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2457                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2458                         return 1;
2459         }
2460         if (io_run_task_work() > 0)
2461                 return 1;
2462         if (task_sigpending(current))
2463                 return -EINTR;
2464         return 0;
2465 }
2466
2467 /* when returns >0, the caller should retry */
2468 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2469                                           struct io_wait_queue *iowq,
2470                                           ktime_t *timeout)
2471 {
2472         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2473                 return 1;
2474         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2475                 return 1;
2476         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2477                 return 1;
2478         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2479                 return -EINTR;
2480         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2481                 return 0;
2482         if (!schedule_hrtimeout(timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2483                 return -ETIME;
2484         return 0;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2489  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2490  */
2491 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2492                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2493                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2494 {
2495         struct io_wait_queue iowq;
2496         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2497         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2498         int ret;
2499
2500         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2501                 return -EEXIST;
2502         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2503                 io_run_local_work(ctx);
2504         io_run_task_work();
2505         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2506         /* if user messes with these they will just get an early return */
2507         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2508                 return 0;
2509
2510         if (sig) {
2511 #ifdef CONFIG_COMPAT
2512                 if (in_compat_syscall())
2513                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2514                                                       sigsz);
2515                 else
2516 #endif
2517                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2518
2519                 if (ret)
2520                         return ret;
2521         }
2522
2523         if (uts) {
2524                 struct timespec64 ts;
2525
2526                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2527                         return -EFAULT;
2528                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2529         }
2530
2531         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2532         iowq.wq.private = current;
2533         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2534         iowq.ctx = ctx;
2535         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2536         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2537
2538         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2539         do {
2540                 unsigned long check_cq;
2541
2542                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2543                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2544                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, &timeout);
2545                 if (ret < 0)
2546                         break;
2547                 /*
2548                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2549                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2550                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2551                  */
2552                 io_run_task_work();
2553                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2554                         io_run_local_work(ctx);
2555
2556                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2557                 if (unlikely(check_cq)) {
2558                         /* let the caller flush overflows, retry */
2559                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)) {
2560                                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2561                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2562                         }
2563                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2564                                 ret = -EBADR;
2565                                 break;
2566                         }
2567                 }
2568
2569                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2570                         ret = 0;
2571                         break;
2572                 }
2573                 cond_resched();
2574         } while (1);
2575
2576         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2577         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2578
2579         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2580 }
2581
2582 static void io_mem_free(void *ptr)
2583 {
2584         struct page *page;
2585
2586         if (!ptr)
2587                 return;
2588
2589         page = virt_to_head_page(ptr);
2590         if (put_page_testzero(page))
2591                 free_compound_page(page);
2592 }
2593
2594 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2595 {
2596         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2597
2598         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2599 }
2600
2601 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2602                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2603 {
2604         struct io_rings *rings;
2605         size_t off, sq_array_size;
2606
2607         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2608         if (off == SIZE_MAX)
2609                 return SIZE_MAX;
2610         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2611                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2612                         return SIZE_MAX;
2613         }
2614
2615 #ifdef CONFIG_SMP
2616         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2617         if (off == 0)
2618                 return SIZE_MAX;
2619 #endif
2620
2621         if (sq_offset)
2622                 *sq_offset = off;
2623
2624         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2625         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2626                 return SIZE_MAX;
2627
2628         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2629                 return SIZE_MAX;
2630
2631         return off;
2632 }
2633
2634 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2635                                unsigned int eventfd_async)
2636 {
2637         struct io_ev_fd *ev_fd;
2638         __s32 __user *fds = arg;
2639         int fd;
2640
2641         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2642                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2643         if (ev_fd)
2644                 return -EBUSY;
2645
2646         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2647                 return -EFAULT;
2648
2649         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2650         if (!ev_fd)
2651                 return -ENOMEM;
2652
2653         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2654         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2655                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2656                 kfree(ev_fd);
2657                 return ret;
2658         }
2659
2660         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2661         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2662         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2663
2664         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2665         ctx->has_evfd = true;
2666         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2667         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2668         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2669         return 0;
2670 }
2671
2672 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2673 {
2674         struct io_ev_fd *ev_fd;
2675
2676         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2677                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2678         if (ev_fd) {
2679                 ctx->has_evfd = false;
2680                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2681                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2682                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2683                 return 0;
2684         }
2685
2686         return -ENXIO;
2687 }
2688
2689 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2690 {
2691         int nr = 0;
2692
2693         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2694         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2695
2696         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2697                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2698
2699                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2700                 nr++;
2701         }
2702         if (nr)
2703                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2704         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2705 }
2706
2707 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2708 {
2709         io_sq_thread_finish(ctx);
2710         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2711         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2712         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2713         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2714
2715         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2716         if (ctx->buf_data)
2717                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2718         if (ctx->file_data)
2719                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2720         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2721         io_eventfd_unregister(ctx);
2722         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2723         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2724         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2725         io_destroy_buffers(ctx);
2726         if (ctx->sq_creds)
2727                 put_cred(ctx->sq_creds);
2728         if (ctx->submitter_task)
2729                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2730
2731         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2732         if (ctx->rsrc_node)
2733                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2734         if (ctx->rsrc_backup_node)
2735                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2736         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2737         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2738
2739         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2740         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2741
2742 #if defined(CONFIG_UNIX)
2743         if (ctx->ring_sock) {
2744                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2745                 sock_release(ctx->ring_sock);
2746         }
2747 #endif
2748         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2749
2750         if (ctx->mm_account) {
2751                 mmdrop(ctx->mm_account);
2752                 ctx->mm_account = NULL;
2753         }
2754         io_mem_free(ctx->rings);
2755         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2756
2757         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2758         free_uid(ctx->user);
2759         io_req_caches_free(ctx);
2760         if (ctx->hash_map)
2761                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2762         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2763         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2764         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2765         kfree(ctx->io_bl);
2766         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2767         kfree(ctx);
2768 }
2769
2770 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2771 {
2772         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2773         __poll_t mask = 0;
2774
2775         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2776         /*
2777          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2778          * io_commit_cqring
2779          */
2780         smp_rmb();
2781         if (!io_sqring_full(ctx))
2782                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2783
2784         /*
2785          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2786          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2787          *      CPU0                    CPU1
2788          *      ----                    ----
2789          * lock(&ctx->uring_lock);
2790          *                              lock(&ep->mtx);
2791          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2792          * lock(&ep->mtx);
2793          *
2794          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2795          * pushes them to do the flush.
2796          */
2797
2798         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2799                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2800
2801         return mask;
2802 }
2803
2804 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2805 {
2806         const struct cred *creds;
2807
2808         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2809         if (creds) {
2810                 put_cred(creds);
2811                 return 0;
2812         }
2813
2814         return -EINVAL;
2815 }
2816
2817 struct io_tctx_exit {
2818         struct callback_head            task_work;
2819         struct completion               completion;
2820         struct io_ring_ctx              *ctx;
2821 };
2822
2823 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2824 {
2825         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2826         struct io_tctx_exit *work;
2827
2828         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2829         /*
2830          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2831          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2832          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2833          * work cancelation off the exec path.
2834          */
2835         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2836                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2837         complete(&work->completion);
2838 }
2839
2840 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2841 {
2842         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2843
2844         return req->ctx == data;
2845 }
2846
2847 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2848 {
2849         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2850         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2851         unsigned long interval = HZ / 20;
2852         struct io_tctx_exit exit;
2853         struct io_tctx_node *node;
2854         int ret;
2855
2856         /*
2857          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2858          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2859          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2860          * as nobody else will be looking for them.
2861          */
2862         do {
2863                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2864                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2865                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2866                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2867                 }
2868
2869                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2870                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2871
2872                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2873                         cond_resched();
2874
2875                 if (ctx->sq_data) {
2876                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2877                         struct task_struct *tsk;
2878
2879                         io_sq_thread_park(sqd);
2880                         tsk = sqd->thread;
2881                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2882                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2883                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2884                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2885                 }
2886
2887                 io_req_caches_free(ctx);
2888
2889                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2890                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2891                         interval = HZ * 60;
2892                 }
2893         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2894
2895         init_completion(&exit.completion);
2896         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2897         exit.ctx = ctx;
2898         /*
2899          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2900          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2901          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2902          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2903          */
2904         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2905         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2906                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2907
2908                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2909                                         ctx_node);
2910                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2911                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2912                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2913                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2914                         continue;
2915
2916                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2917                 wait_for_completion(&exit.completion);
2918                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2919         }
2920         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2921         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2922         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2923
2924         io_ring_ctx_free(ctx);
2925 }
2926
2927 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2928 {
2929         unsigned long index;
2930         struct creds *creds;
2931
2932         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2933         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2934         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2935                 io_unregister_personality(ctx, index);
2936         if (ctx->rings)
2937                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2938         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2939
2940         /*
2941          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
2942          * and therefore did not submit any requests
2943          */
2944         if (ctx->rings)
2945                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2946
2947         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2948         /*
2949          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2950          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2951          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2952          * over using system_wq.
2953          */
2954         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2955 }
2956
2957 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2958 {
2959         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2960
2961         file->private_data = NULL;
2962         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2963         return 0;
2964 }
2965
2966 struct io_task_cancel {
2967         struct task_struct *task;
2968         bool all;
2969 };
2970
2971 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2972 {
2973         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2974         struct io_task_cancel *cancel = data;
2975
2976         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2977 }
2978
2979 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2980                                          struct task_struct *task,
2981                                          bool cancel_all)
2982 {
2983         struct io_defer_entry *de;
2984         LIST_HEAD(list);
2985
2986         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2987         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2988                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2989                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2990                         break;
2991                 }
2992         }
2993         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2994         if (list_empty(&list))
2995                 return false;
2996
2997         while (!list_empty(&list)) {
2998                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2999                 list_del_init(&de->list);
3000                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3001                 kfree(de);
3002         }
3003         return true;
3004 }
3005
3006 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3007 {
3008         struct io_tctx_node *node;
3009         enum io_wq_cancel cret;
3010         bool ret = false;
3011
3012         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3013         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3014                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3015
3016                 /*
3017                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3018                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3019                  */
3020                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3021                         continue;
3022                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3023                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3024         }
3025         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3026
3027         return ret;
3028 }
3029
3030 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3031                                                 struct task_struct *task,
3032                                                 bool cancel_all)
3033 {
3034         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3035         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3036         enum io_wq_cancel cret;
3037         bool ret = false;
3038
3039         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3040         if (!ctx->rings)
3041                 return false;
3042
3043         if (!task) {
3044                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3045         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3046                 /*
3047                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3048                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3049                  */
3050                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3051                                        &cancel, true);
3052                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3053         }
3054
3055         /* SQPOLL thread does its own polling */
3056         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3057             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3058                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3059                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3060                         ret = true;
3061                 }
3062         }
3063
3064         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3065             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3066                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3067         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3068         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3069         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3070         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3071         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3072         if (task)
3073                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3074         return ret;
3075 }
3076
3077 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3078 {
3079         if (tracked)
3080                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3081         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3082 }
3083
3084 /*
3085  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3086  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3087  */
3088 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3089 {
3090         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3091         struct io_ring_ctx *ctx;
3092         s64 inflight;
3093         DEFINE_WAIT(wait);
3094
3095         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3096
3097         if (!current->io_uring)
3098                 return;
3099         if (tctx->io_wq)
3100                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3101
3102         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3103         do {
3104                 bool loop = false;
3105
3106                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3107                 /* read completions before cancelations */
3108                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3109                 if (!inflight)
3110                         break;
3111
3112                 if (!sqd) {
3113                         struct io_tctx_node *node;
3114                         unsigned long index;
3115
3116                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3117                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3118                                 if (node->ctx->sq_data)
3119                                         continue;
3120                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3121                                                         current, cancel_all);
3122                         }
3123                 } else {
3124                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3125                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3126                                                                      current,
3127                                                                      cancel_all);
3128                 }
3129
3130                 if (loop) {
3131                         cond_resched();
3132                         continue;
3133                 }
3134
3135                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3136                 io_run_task_work();
3137                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3138
3139                 /*
3140                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3141                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3142                  * prepare_to_wait().
3143                  */
3144                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3145                         schedule();
3146                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3147         } while (1);
3148
3149         io_uring_clean_tctx(tctx);
3150         if (cancel_all) {
3151                 /*
3152                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3153                  * ->in_idle set for normal exit.
3154                  */
3155                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3156                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3157                 __io_uring_free(current);
3158         }
3159 }
3160
3161 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3162 {
3163         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3164 }
3165
3166 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3167                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3168 {
3169         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3170         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3171         struct page *page;
3172         void *ptr;
3173
3174         switch (offset) {
3175         case IORING_OFF_SQ_RING:
3176         case IORING_OFF_CQ_RING:
3177                 ptr = ctx->rings;
3178                 break;
3179         case IORING_OFF_SQES:
3180                 ptr = ctx->sq_sqes;
3181                 break;
3182         default:
3183                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3184         }
3185
3186         page = virt_to_head_page(ptr);
3187         if (sz > page_size(page))
3188                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3189
3190         return ptr;
3191 }
3192
3193 #ifdef CONFIG_MMU
3194
3195 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3196 {
3197         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3198         unsigned long pfn;
3199         void *ptr;
3200
3201         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3202         if (IS_ERR(ptr))
3203                 return PTR_ERR(ptr);
3204
3205         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3206         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3207 }
3208
3209 #else /* !CONFIG_MMU */
3210
3211 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3212 {
3213         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3214 }
3215
3216 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3217 {
3218         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3219 }
3220
3221 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3222         unsigned long addr, unsigned long len,
3223         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3224 {
3225         void *ptr;
3226
3227         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3228         if (IS_ERR(ptr))
3229                 return PTR_ERR(ptr);
3230
3231         return (unsigned long) ptr;
3232 }
3233
3234 #endif /* !CONFIG_MMU */
3235
3236 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3237 {
3238         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3239                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3240
3241                 if (argsz != sizeof(arg))
3242                         return -EINVAL;
3243                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3244                         return -EFAULT;
3245         }
3246         return 0;
3247 }
3248
3249 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3250                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3251                           const sigset_t __user **sig)
3252 {
3253         struct io_uring_getevents_arg arg;
3254
3255         /*
3256          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3257          * is just a pointer to the sigset_t.
3258          */
3259         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3260                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3261                 *ts = NULL;
3262                 return 0;
3263         }
3264
3265         /*
3266          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3267          * timespec and sigset_t pointers if good.
3268          */
3269         if (*argsz != sizeof(arg))
3270                 return -EINVAL;
3271         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3272                 return -EFAULT;
3273         if (arg.pad)
3274                 return -EINVAL;
3275         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3276         *argsz = arg.sigmask_sz;
3277         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3282                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3283                 size_t, argsz)
3284 {
3285         struct io_ring_ctx *ctx;
3286         struct fd f;
3287         long ret;
3288
3289         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3290                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3291                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3292                 return -EINVAL;
3293
3294         /*
3295          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3296          * need only dereference our task private array to find it.
3297          */
3298         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3299                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3300
3301                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3302                         return -EINVAL;
3303                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3304                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3305                 f.flags = 0;
3306                 if (unlikely(!f.file))
3307                         return -EBADF;
3308         } else {
3309                 f = fdget(fd);
3310                 if (unlikely(!f.file))
3311                         return -EBADF;
3312                 ret = -EOPNOTSUPP;
3313                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3314                         goto out;
3315         }
3316
3317         ctx = f.file->private_data;
3318         ret = -EBADFD;
3319         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3320                 goto out;
3321
3322         /*
3323          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3324          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3325          * we were asked to.
3326          */
3327         ret = 0;
3328         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3329                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3330
3331                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3332                         ret = -EOWNERDEAD;
3333                         goto out;
3334                 }
3335                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3336                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3337                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3338                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3339                         if (ret)
3340                                 goto out;
3341                 }
3342                 ret = to_submit;
3343         } else if (to_submit) {
3344                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3345                 if (unlikely(ret))
3346                         goto out;
3347
3348                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3349                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3350                 if (ret != to_submit) {
3351                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3352                         goto out;
3353                 }
3354                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3355                         if (ctx->syscall_iopoll)
3356                                 goto iopoll_locked;
3357                         /*
3358                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3359                          * it should handle ownership problems if any.
3360                          */
3361                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3362                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3363                 }
3364                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3365         }
3366
3367         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3368                 int ret2;
3369
3370                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3371                         /*
3372                          * We disallow the app entering submit/complete with
3373                          * polling, but we still need to lock the ring to
3374                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3375                          * a workqueue.
3376                          */
3377                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3378 iopoll_locked:
3379                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3380                         if (likely(!ret2)) {
3381                                 min_complete = min(min_complete,
3382                                                    ctx->cq_entries);
3383                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3384                         }
3385                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3386                 } else {
3387                         const sigset_t __user *sig;
3388                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3389
3390                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3391                         if (likely(!ret2)) {
3392                                 min_complete = min(min_complete,
3393                                                    ctx->cq_entries);
3394                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3395                                                       argsz, ts);
3396                         }
3397                 }
3398
3399                 if (!ret) {
3400                         ret = ret2;
3401
3402                         /*
3403                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3404                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3405                          * as they are obviously ok with those drops.
3406                          */
3407                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3408                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3409                                           &ctx->check_cq);
3410                 }
3411         }
3412 out:
3413         fdput(f);
3414         return ret;
3415 }
3416
3417 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3418         .release        = io_uring_release,
3419         .mmap           = io_uring_mmap,
3420 #ifndef CONFIG_MMU
3421         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3422         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3423 #endif
3424         .poll           = io_uring_poll,
3425 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3426         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3427 #endif
3428 };
3429
3430 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3431 {
3432         return file->f_op == &io_uring_fops;
3433 }
3434
3435 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3436                                          struct io_uring_params *p)
3437 {
3438         struct io_rings *rings;
3439         size_t size, sq_array_offset;
3440
3441         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3442         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3443         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3444
3445         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3446         if (size == SIZE_MAX)
3447                 return -EOVERFLOW;
3448
3449         rings = io_mem_alloc(size);
3450         if (!rings)
3451                 return -ENOMEM;
3452
3453         ctx->rings = rings;
3454         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3455         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3456         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3457         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3458         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3459
3460         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3461                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3462         else
3463                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3464         if (size == SIZE_MAX) {
3465                 io_mem_free(ctx->rings);
3466                 ctx->rings = NULL;
3467                 return -EOVERFLOW;
3468         }
3469
3470         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3471         if (!ctx->sq_sqes) {
3472                 io_mem_free(ctx->rings);
3473                 ctx->rings = NULL;
3474                 return -ENOMEM;
3475         }
3476
3477         return 0;
3478 }
3479
3480 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3481 {
3482         int ret, fd;
3483
3484         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3485         if (fd < 0)
3486                 return fd;
3487
3488         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3489         if (ret) {
3490                 put_unused_fd(fd);
3491                 return ret;
3492         }
3493         fd_install(fd, file);
3494         return fd;
3495 }
3496
3497 /*
3498  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3499  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3500  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3501  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3502  */
3503 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3504 {
3505         struct file *file;
3506 #if defined(CONFIG_UNIX)
3507         int ret;
3508
3509         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3510                                 &ctx->ring_sock);
3511         if (ret)
3512                 return ERR_PTR(ret);
3513 #endif
3514
3515         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3516                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3517 #if defined(CONFIG_UNIX)
3518         if (IS_ERR(file)) {
3519                 sock_release(ctx->ring_sock);
3520                 ctx->ring_sock = NULL;
3521         } else {
3522                 ctx->ring_sock->file = file;
3523         }
3524 #endif
3525         return file;
3526 }
3527
3528 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3529                                   struct io_uring_params __user *params)
3530 {
3531         struct io_ring_ctx *ctx;
3532         struct file *file;
3533         int ret;
3534
3535         if (!entries)
3536                 return -EINVAL;
3537         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3538                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3539                         return -EINVAL;
3540                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3541         }
3542
3543         /*
3544          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3545          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3546          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3547          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3548          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3549          * of CQ ring entries manually.
3550          */
3551         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3552         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3553                 /*
3554                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3555                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3556                  * any cq vs sq ring sizing.
3557                  */
3558                 if (!p->cq_entries)
3559                         return -EINVAL;
3560                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3561                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3562                                 return -EINVAL;
3563                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3564                 }
3565                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3566                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3567                         return -EINVAL;
3568         } else {
3569                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3570         }
3571
3572         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3573         if (!ctx)
3574                 return -ENOMEM;
3575
3576         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3577             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3578             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3579                 ctx->task_complete = true;
3580
3581         /*
3582          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3583          * space applications don't need to do io completion events
3584          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3585          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3586          */
3587         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3588             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3589                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3590
3591         ctx->compat = in_compat_syscall();
3592         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3593                 ctx->user = get_uid(current_user());
3594
3595         /*
3596          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3597          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3598          */
3599         ret = -EINVAL;
3600         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3601                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3602                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3603                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3604                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3605                         goto err;
3606                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3607         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3608                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3609         } else {
3610                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3611                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3612                         goto err;
3613                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3614         }
3615
3616         /*
3617          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3618          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3619          * that.
3620          */
3621         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3622             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3623                 goto err;
3624         }
3625
3626         /*
3627          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3628          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3629          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3630          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3631          */
3632         mmgrab(current->mm);
3633         ctx->mm_account = current->mm;
3634
3635         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3636         if (ret)
3637                 goto err;
3638
3639         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3640         if (ret)
3641                 goto err;
3642         /* always set a rsrc node */
3643         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3644         if (ret)
3645                 goto err;
3646         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3647
3648         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3649         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3650         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3651         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3652         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3653         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3654         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3655         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3656
3657         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3658         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3659         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3660         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3661         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3662         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3663         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3664         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3665
3666         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3667                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3668                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3669                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3670                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3671                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3672                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3673
3674         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3675                 ret = -EFAULT;
3676                 goto err;
3677         }
3678
3679         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3680             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3681                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3682
3683         file = io_uring_get_file(ctx);
3684         if (IS_ERR(file)) {
3685                 ret = PTR_ERR(file);
3686                 goto err;
3687         }
3688
3689         /*
3690          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3691          * having closed it before we finish setup
3692          */
3693         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3694         if (ret < 0) {
3695                 /* fput will clean it up */
3696                 fput(file);
3697                 return ret;
3698         }
3699
3700         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3701         return ret;
3702 err:
3703         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3704         return ret;
3705 }
3706
3707 /*
3708  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3709  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3710  * params structure passed in.
3711  */
3712 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3713 {
3714         struct io_uring_params p;
3715         int i;
3716
3717         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3718                 return -EFAULT;
3719         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3720                 if (p.resv[i])
3721                         return -EINVAL;
3722         }
3723
3724         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3725                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3726                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3727                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3728                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3729                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3730                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3731                 return -EINVAL;
3732
3733         return io_uring_create(entries, &p, params);
3734 }
3735
3736 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3737                 struct io_uring_params __user *, params)
3738 {
3739         return io_uring_setup(entries, params);
3740 }
3741
3742 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3743                            unsigned nr_args)
3744 {
3745         struct io_uring_probe *p;
3746         size_t size;
3747         int i, ret;
3748
3749         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3750         if (size == SIZE_MAX)
3751                 return -EOVERFLOW;
3752         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3753         if (!p)
3754                 return -ENOMEM;
3755
3756         ret = -EFAULT;
3757         if (copy_from_user(p, arg, size))
3758                 goto out;
3759         ret = -EINVAL;
3760         if (memchr_inv(p, 0, size))
3761                 goto out;
3762
3763         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3764         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3765                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3766
3767         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3768                 p->ops[i].op = i;
3769                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3770                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3771         }
3772         p->ops_len = i;
3773
3774         ret = 0;
3775         if (copy_to_user(arg, p, size))
3776                 ret = -EFAULT;
3777 out:
3778         kfree(p);
3779         return ret;
3780 }
3781
3782 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3783 {
3784         const struct cred *creds;
3785         u32 id;
3786         int ret;
3787
3788         creds = get_current_cred();
3789
3790         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3791                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3792         if (ret < 0) {
3793                 put_cred(creds);
3794                 return ret;
3795         }
3796         return id;
3797 }
3798
3799 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3800                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3801 {
3802         struct io_uring_restriction *res;
3803         size_t size;
3804         int i, ret;
3805
3806         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3807         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3808                 return -EBADFD;
3809
3810         /* We allow only a single restrictions registration */
3811         if (ctx->restrictions.registered)
3812                 return -EBUSY;
3813
3814         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3815                 return -EINVAL;
3816
3817         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3818         if (size == SIZE_MAX)
3819                 return -EOVERFLOW;
3820
3821         res = memdup_user(arg, size);
3822         if (IS_ERR(res))
3823                 return PTR_ERR(res);
3824
3825         ret = 0;
3826
3827         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3828                 switch (res[i].opcode) {
3829                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3830                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3831                                 ret = -EINVAL;
3832                                 goto out;
3833                         }
3834
3835                         __set_bit(res[i].register_op,
3836                                   ctx->restrictions.register_op);
3837                         break;
3838                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3839                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3840                                 ret = -EINVAL;
3841                                 goto out;
3842                         }
3843
3844                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3845                         break;
3846                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3847                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3848                         break;
3849                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3850                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3851                         break;
3852                 default:
3853                         ret = -EINVAL;
3854                         goto out;
3855                 }
3856         }
3857
3858 out:
3859         /* Reset all restrictions if an error happened */
3860         if (ret != 0)
3861                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3862         else
3863                 ctx->restrictions.registered = true;
3864
3865         kfree(res);
3866         return ret;
3867 }
3868
3869 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3870 {
3871         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3872                 return -EBADFD;
3873
3874         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task)
3875                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3876
3877         if (ctx->restrictions.registered)
3878                 ctx->restricted = 1;
3879
3880         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3881         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3882                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3883         return 0;
3884 }
3885
3886 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3887                                        void __user *arg, unsigned len)
3888 {
3889         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3890         cpumask_var_t new_mask;
3891         int ret;
3892
3893         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3894                 return -EINVAL;
3895
3896         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3897                 return -ENOMEM;
3898
3899         cpumask_clear(new_mask);
3900         if (len > cpumask_size())
3901                 len = cpumask_size();
3902
3903         if (in_compat_syscall()) {
3904                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3905                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3906                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3907         } else {
3908                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3909         }
3910
3911         if (ret) {
3912                 free_cpumask_var(new_mask);
3913                 return -EFAULT;
3914         }
3915
3916         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3917         free_cpumask_var(new_mask);
3918         return ret;
3919 }
3920
3921 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3922 {
3923         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3924
3925         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3926                 return -EINVAL;
3927
3928         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3929 }
3930
3931 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3932                                                void __user *arg)
3933         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3934 {
3935         struct io_tctx_node *node;
3936         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3937         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3938         __u32 new_count[2];
3939         int i, ret;
3940
3941         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3942                 return -EFAULT;
3943         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3944                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3945                         return -EINVAL;
3946
3947         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3948                 sqd = ctx->sq_data;
3949                 if (sqd) {
3950                         /*
3951                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3952                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3953                          * a ref to the ctx.
3954                          */
3955                         refcount_inc(&sqd->refs);
3956                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3957                         mutex_lock(&sqd->lock);
3958                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3959                         if (sqd->thread)
3960                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3961                 }
3962         } else {
3963                 tctx = current->io_uring;
3964         }
3965
3966         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3967
3968         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3969                 if (new_count[i])
3970                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3971         ctx->iowq_limits_set = true;
3972
3973         if (tctx && tctx->io_wq) {
3974                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3975                 if (ret)
3976                         goto err;
3977         } else {
3978                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3979         }
3980
3981         if (sqd) {
3982                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3983                 io_put_sq_data(sqd);
3984         }
3985
3986         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3987                 return -EFAULT;
3988
3989         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3990         if (sqd)
3991                 return 0;
3992
3993         /* now propagate the restriction to all registered users */
3994         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3995                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3996
3997                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3998                         continue;
3999
4000                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4001                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4002                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4003                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4004         }
4005         return 0;
4006 err:
4007         if (sqd) {
4008                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4009                 io_put_sq_data(sqd);
4010         }
4011         return ret;
4012 }
4013
4014 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4015                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4016         __releases(ctx->uring_lock)
4017         __acquires(ctx->uring_lock)
4018 {
4019         int ret;
4020
4021         /*
4022          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4023          * dying as we're holding a file ref here.
4024          */
4025         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4026                 return -ENXIO;
4027
4028         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4029                 return -EEXIST;
4030
4031         if (ctx->restricted) {
4032                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4033                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4034                         return -EACCES;
4035         }
4036
4037         switch (opcode) {
4038         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4039                 ret = -EFAULT;
4040                 if (!arg)
4041                         break;
4042                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4043                 break;
4044         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4045                 ret = -EINVAL;
4046                 if (arg || nr_args)
4047                         break;
4048                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4049                 break;
4050         case IORING_REGISTER_FILES:
4051                 ret = -EFAULT;
4052                 if (!arg)
4053                         break;
4054                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4055                 break;
4056         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4057                 ret = -EINVAL;
4058                 if (arg || nr_args)
4059                         break;
4060                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4061                 break;
4062         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4063                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4064                 break;
4065         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4066                 ret = -EINVAL;
4067                 if (nr_args != 1)
4068                         break;
4069                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4070                 break;
4071         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4072                 ret = -EINVAL;
4073                 if (nr_args != 1)
4074                         break;
4075                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4076                 break;
4077         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4078                 ret = -EINVAL;
4079                 if (arg || nr_args)
4080                         break;
4081                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4082                 break;
4083         case IORING_REGISTER_PROBE:
4084                 ret = -EINVAL;
4085                 if (!arg || nr_args > 256)
4086                         break;
4087                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4088                 break;
4089         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4090                 ret = -EINVAL;
4091                 if (arg || nr_args)
4092                         break;
4093                 ret = io_register_personality(ctx);
4094                 break;
4095         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4096                 ret = -EINVAL;
4097                 if (arg)
4098                         break;
4099                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4100                 break;
4101         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4102                 ret = -EINVAL;
4103                 if (arg || nr_args)
4104                         break;
4105                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4106                 break;
4107         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4108                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4109                 break;
4110         case IORING_REGISTER_FILES2:
4111                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4112                 break;
4113         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4114                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4115                                               IORING_RSRC_FILE);
4116                 break;
4117         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4118                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4119                 break;
4120         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4121                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4122                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4123                 break;
4124         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4125                 ret = -EINVAL;
4126                 if (!arg || !nr_args)
4127                         break;
4128                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4129                 break;
4130         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4131                 ret = -EINVAL;
4132                 if (arg || nr_args)
4133                         break;
4134                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4135                 break;
4136         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4137                 ret = -EINVAL;
4138                 if (!arg || nr_args != 2)
4139                         break;
4140                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4141                 break;
4142         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4143                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4144                 break;
4145         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4146                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4147                 break;
4148         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4149                 ret = -EINVAL;
4150                 if (!arg || nr_args != 1)
4151                         break;
4152                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4153                 break;
4154         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4155                 ret = -EINVAL;
4156                 if (!arg || nr_args != 1)
4157                         break;
4158                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4159                 break;
4160         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4161                 ret = -EINVAL;
4162                 if (!arg || nr_args != 1)
4163                         break;
4164                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4165                 break;
4166         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4167                 ret = -EINVAL;
4168                 if (!arg || nr_args)
4169                         break;
4170                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4171                 break;
4172         default:
4173                 ret = -EINVAL;
4174                 break;
4175         }
4176
4177         return ret;
4178 }
4179
4180 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4181                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4182 {
4183         struct io_ring_ctx *ctx;
4184         long ret = -EBADF;
4185         struct fd f;
4186
4187         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4188                 return -EINVAL;
4189
4190         f = fdget(fd);
4191         if (!f.file)
4192                 return -EBADF;
4193
4194         ret = -EOPNOTSUPP;
4195         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4196                 goto out_fput;
4197
4198         ctx = f.file->private_data;
4199
4200         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4201         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4202         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4203         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4204 out_fput:
4205         fdput(f);
4206         return ret;
4207 }
4208
4209 static int __init io_uring_init(void)
4210 {
4211 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4212         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4213         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4214 } while (0)
4215
4216 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4217         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4218 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4219         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4220         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4221         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4222         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4223         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4224         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4225         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4226         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4227         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4228         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4229         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4230         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4231         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4232         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4233         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4234         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4235         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4236         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4237         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4238         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4239         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4240         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4241         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4242         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4243         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4244         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4245         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4246         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4247         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4248         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4249         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4250         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4251         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4252         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4253         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4254         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4255         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4256         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4257         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4258         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4259         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4260         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4261         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4262         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4263
4264         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4265                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4266         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4267                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4268
4269         /* ->buf_index is u16 */
4270         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4271         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4272                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4273
4274         /* should fit into one byte */
4275         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4276         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4277         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4278
4279         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4280
4281         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4282
4283         io_uring_optable_init();
4284
4285         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4286                                 SLAB_ACCOUNT);
4287         return 0;
4288 };
4289 __initcall(io_uring_init);