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
  93 #include "timeout.h"
  94 #include "poll.h"
  95
  96 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
  97 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
  98
  99 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
 100                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
 101
 102 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
 103                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
 104
 105 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
 106                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
 107
 108 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
 109                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
 110                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
 111
 112 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
 113                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
 114
 115 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
 116
 117 #define IO_COMPL_BATCH                  32
 118 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
 119
 120 enum {
 121         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
 122         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
 123 };
 124
 125 struct io_defer_entry {
 126         struct list_head        list;
 127         struct io_kiocb         *req;
 128         u32                     seq;
 129 };
 130
 131 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
 132 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
 133 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
 134
 135 static void io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
 136                                          struct task_struct *task,
 137                                          bool cancel_all);
 138
 139 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
 140 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
 141 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
 142
 143 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
 144
 145 static struct kmem_cache *req_cachep;
 146
 147 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
 148 {
 149 #if defined(CONFIG_UNIX)
 150         if (io_is_uring_fops(file)) {
 151                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
 152
 153                 return ctx->ring_sock->sk;
 154         }
 155 #endif
 156         return NULL;
 157 }
 158 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
 159
 160 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
 161 {
 162         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
 163                 __io_submit_flush_completions(ctx);
 164 }
 165
 166 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
 167 {
 168         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
 169 }
 170
 171 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
 172 {
 173         struct io_kiocb *req;
 174
 175         io_for_each_link(req, head) {
 176                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
 177                         return true;
 178         }
 179         return false;
 180 }
 181
 182 /*
 183  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
 184  * User must not hold timeout_lock.
 185  */
 186 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
 187                         bool cancel_all)
 188 {
 189         bool matched;
 190
 191         if (task && head->task != task)
 192                 return false;
 193         if (cancel_all)
 194                 return true;
 195
 196         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 197                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
 198
 199                 /* protect against races with linked timeouts */
 200                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 201                 matched = io_match_linked(head);
 202                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 203         } else {
 204                 matched = io_match_linked(head);
 205         }
 206         return matched;
 207 }
 208
 209 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
 210 {
 211         req_set_fail(req);
 212         io_req_set_res(req, res, 0);
 213 }
 214
 215 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 216 {
 217         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
 218 }
 219
 220 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
 221 {
 222         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
 223
 224         complete(&ctx->ref_comp);
 225 }
 226
 227 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
 228 {
 229         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
 230                                                 fallback_work.work);
 231         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
 232         struct io_kiocb *req, *tmp;
 233         bool locked = false;
 234
 235         percpu_ref_get(&ctx->refs);
 236         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.fallback_node)
 237                 req->io_task_work.func(req, &locked);
 238
 239         if (locked) {
 240                 io_submit_flush_completions(ctx);
 241                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 242         }
 243         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 244 }
 245
 246 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
 247 {
 248         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
 249         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
 250
 251         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
 252         if (!table->hbs)
 253                 return -ENOMEM;
 254
 255         table->hash_bits = bits;
 256         init_hash_table(table, hash_buckets);
 257         return 0;
 258 }
 259
 260 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
 261 {
 262         struct io_ring_ctx *ctx;
 263         int hash_bits;
 264
 265         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 266         if (!ctx)
 267                 return NULL;
 268
 269         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
 270
 271         /*
 272          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
 273          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
 274          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
 275          */
 276         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
 277         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
 278         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
 279                 goto err;
 280         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
 281                 goto err;
 282
 283         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
 284         if (!ctx->dummy_ubuf)
 285                 goto err;
 286         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
 287         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
 288
 289         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
 290                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
 291                 goto err;
 292
 293         ctx->flags = p->flags;
 294         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
 295         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
 296         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
 297         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
 298         INIT_LIST_HEAD(&ctx->apoll_cache);
 299         init_completion(&ctx->ref_comp);
 300         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
 301         mutex_init(&ctx->uring_lock);
 302         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
 303         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 304         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
 305         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
 306         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
 307         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
 308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
 309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
 310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
 311         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
 312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
 313         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
 314         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
 315         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
 316         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
 317         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
 318         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
 319         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
 320         return ctx;
 321 err:
 322         kfree(ctx->dummy_ubuf);
 323         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
 324         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
 325         kfree(ctx->io_bl);
 326         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
 327         kfree(ctx);
 328         return NULL;
 329 }
 330
 331 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
 332 {
 333         struct io_rings *r = ctx->rings;
 334
 335         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
 336         ctx->cq_extra--;
 337 }
 338
 339 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
 340 {
 341         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
 342                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 343
 344                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
 345         }
 346
 347         return false;
 348 }
 349
 350 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
 351 {
 352         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
 353                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
 354                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
 355         }
 356 }
 357
 358 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 359 {
 360         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
 361                 return NULL;
 362
 363         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
 364         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
 365
 366         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
 367         io_req_set_refcount(req);
 368         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
 369         return req->link;
 370 }
 371
 372 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
 373 {
 374         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
 375                 return NULL;
 376         return __io_prep_linked_timeout(req);
 377 }
 378
 379 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 380 {
 381         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
 382 }
 383
 384 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
 385 {
 386         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
 387                 __io_arm_ltimeout(req);
 388 }
 389
 390 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
 391 {
 392         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
 393         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 394
 395         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
 396                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
 397                 req->creds = get_current_cred();
 398         }
 399
 400         req->work.list.next = NULL;
 401         req->work.flags = 0;
 402         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
 403         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
 404                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
 405
 406         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
 407                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
 408                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
 409         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
 410                 if (def->unbound_nonreg_file)
 411                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
 412         }
 413 }
 414
 415 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
 416 {
 417         struct io_kiocb *cur;
 418
 419         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
 420                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 421
 422                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
 423                 io_for_each_link(cur, req)
 424                         io_prep_async_work(cur);
 425                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
 426         } else {
 427                 io_for_each_link(cur, req)
 428                         io_prep_async_work(cur);
 429         }
 430 }
 431
 432 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
 433 {
 434         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
 435         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
 436
 437         BUG_ON(!tctx);
 438         BUG_ON(!tctx->io_wq);
 439
 440         /* init ->work of the whole link before punting */
 441         io_prep_async_link(req);
 442
 443         /*
 444          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
 445          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
 446          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
 447          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
 448          * worker for it).
 449          */
 450         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
 451                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
 452
 453         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
 454         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
 455         if (link)
 456                 io_queue_linked_timeout(link);
 457 }
 458
 459 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
 460 {
 461         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
 462                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
 463                                                 struct io_defer_entry, list);
 464
 465                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
 466                         break;
 467                 list_del_init(&de->list);
 468                 io_req_task_queue(de->req);
 469                 kfree(de);
 470         }
 471 }
 472
 473 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
 474 {
 475         struct io_ev_fd *ev_fd;
 476
 477         rcu_read_lock();
 478         /*
 479          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
 480          * and eventfd_signal
 481          */
 482         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
 483
 484         /*
 485          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
 486          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
 487          * the function and rcu_read_lock.
 488          */
 489         if (unlikely(!ev_fd))
 490                 goto out;
 491         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
 492                 goto out;
 493
 494         if (!ev_fd->eventfd_async || io_wq_current_is_worker())
 495                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
 496 out:
 497         rcu_read_unlock();
 498 }
 499
 500 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 501 {
 502         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
 503                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
 504                 if (ctx->off_timeout_used)
 505                         io_flush_timeouts(ctx);
 506                 if (ctx->drain_active)
 507                         io_queue_deferred(ctx);
 508                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 509         }
 510         if (ctx->has_evfd)
 511                 io_eventfd_signal(ctx);
 512 }
 513
 514 /*
 515  * This should only get called when at least one event has been posted.
 516  * Some applications rely on the eventfd notification count only changing
 517  * IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's no depedency on
 518  * 1:1 relationship between how many times this function is called (and
 519  * hence the eventfd count) and number of CQEs posted to the CQ ring.
 520  */
 521 void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
 522 {
 523         if (unlikely(ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active ||
 524                      ctx->has_evfd))
 525                 __io_commit_cqring_flush(ctx);
 526
 527         io_cqring_wake(ctx);
 528 }
 529
 530 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
 531 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
 532 {
 533         bool all_flushed, posted;
 534         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
 535
 536         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
 537                 return false;
 538
 539         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 540                 cqe_size <<= 1;
 541
 542         posted = false;
 543         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 544         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 545                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe(ctx);
 546                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
 547
 548                 if (!cqe && !force)
 549                         break;
 550                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
 551                                         struct io_overflow_cqe, list);
 552                 if (cqe)
 553                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
 554                 else
 555                         io_account_cq_overflow(ctx);
 556
 557                 posted = true;
 558                 list_del(&ocqe->list);
 559                 kfree(ocqe);
 560         }
 561
 562         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
 563         if (all_flushed) {
 564                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 565                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 566         }
 567
 568         io_commit_cqring(ctx);
 569         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 570         if (posted)
 571                 io_cqring_ev_posted(ctx);
 572         return all_flushed;
 573 }
 574
 575 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
 576 {
 577         bool ret = true;
 578
 579         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
 580                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
 581                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 582                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
 583                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
 584                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
 585                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 586         }
 587
 588         return ret;
 589 }
 590
 591 static void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 592 {
 593         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 594
 595         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
 596         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
 597                 wake_up(&tctx->wait);
 598         put_task_struct_many(task, nr);
 599 }
 600
 601 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
 602 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
 603 {
 604         if (likely(task == current))
 605                 task->io_uring->cached_refs += nr;
 606         else
 607                 __io_put_task(task, nr);
 608 }
 609
 610 static void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
 611 {
 612         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
 613
 614         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
 615         refcount_add(refill, &current->usage);
 616         tctx->cached_refs += refill;
 617 }
 618
 619 static inline void io_get_task_refs(int nr)
 620 {
 621         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
 622
 623         tctx->cached_refs -= nr;
 624         if (unlikely(tctx->cached_refs < 0))
 625                 io_task_refs_refill(tctx);
 626 }
 627
 628 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
 629 {
 630         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
 631         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
 632
 633         if (refs) {
 634                 tctx->cached_refs = 0;
 635                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
 636                 put_task_struct_many(task, refs);
 637         }
 638 }
 639
 640 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
 641                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
 642 {
 643         struct io_overflow_cqe *ocqe;
 644         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
 645         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
 646
 647         if (is_cqe32)
 648                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
 649
 650         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
 651         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
 652         if (!ocqe) {
 653                 /*
 654                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
 655                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
 656                  * on the floor.
 657                  */
 658                 io_account_cq_overflow(ctx);
 659                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
 660                 return false;
 661         }
 662         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
 663                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
 664                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
 665
 666         }
 667         ocqe->cqe.user_data = user_data;
 668         ocqe->cqe.res = res;
 669         ocqe->cqe.flags = cflags;
 670         if (is_cqe32) {
 671                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
 672                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
 673         }
 674         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
 675         return true;
 676 }
 677
 678 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
 679 {
 680         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
 681                 req->extra1 = 0;
 682                 req->extra2 = 0;
 683         }
 684         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
 685                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
 686                                         req->extra1, req->extra2);
 687 }
 688
 689 /*
 690  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
 691  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
 692  * fill the cq entry
 693  */
 694 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
 695 {
 696         struct io_rings *rings = ctx->rings;
 697         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
 698         unsigned int free, queued, len;
 699
 700
 701         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
 702         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
 703         free = ctx->cq_entries - queued;
 704         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
 705         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
 706         if (!len)
 707                 return NULL;
 708
 709         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 710                 off <<= 1;
 711                 len <<= 1;
 712         }
 713
 714         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
 715         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
 716
 717         ctx->cached_cq_tail++;
 718         ctx->cqe_cached++;
 719         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
 720                 ctx->cqe_cached++;
 721         return &rings->cqes[off];
 722 }
 723
 724 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx,
 725                             u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 726 {
 727         struct io_uring_cqe *cqe;
 728
 729         ctx->cq_extra++;
 730         trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
 731
 732         /*
 733          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
 734          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
 735          * the ring.
 736          */
 737         cqe = io_get_cqe(ctx);
 738         if (likely(cqe)) {
 739                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
 740                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
 741                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
 742
 743                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
 744                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
 745                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
 746                 }
 747                 return true;
 748         }
 749         return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
 750 }
 751
 752 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
 753                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
 754 {
 755         bool filled;
 756
 757         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 758         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
 759         io_commit_cqring(ctx);
 760         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 761         if (filled)
 762                 io_cqring_ev_posted(ctx);
 763         return filled;
 764 }
 765
 766 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
 767 {
 768         /*
 769          * If we're the last reference to this request, add to our locked
 770          * free_list cache.
 771          */
 772         if (req_ref_put_and_test(req)) {
 773                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 774
 775                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
 776                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
 777                                 io_disarm_next(req);
 778                         if (req->link) {
 779                                 io_req_task_queue(req->link);
 780                                 req->link = NULL;
 781                         }
 782                 }
 783                 io_req_put_rsrc(req);
 784                 /*
 785                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
 786                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
 787                  * deadlocks.
 788                  */
 789                 io_put_kbuf_comp(req);
 790                 io_dismantle_req(req);
 791                 io_put_task(req->task, 1);
 792                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 793                 ctx->locked_free_nr++;
 794         }
 795 }
 796
 797 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 798 {
 799         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
 800                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
 801         __io_req_complete_put(req);
 802 }
 803
 804 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
 805 {
 806         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 807
 808         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 809         __io_req_complete_post(req);
 810         io_commit_cqring(ctx);
 811         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 812         io_cqring_ev_posted(ctx);
 813 }
 814
 815 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
 816 {
 817         io_req_complete_post(req);
 818 }
 819
 820 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
 821 {
 822         req_set_fail(req);
 823         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
 824         io_req_complete_post(req);
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
 829  * advance and keep them valid across allocations.
 830  */
 831 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
 832 {
 833         req->ctx = ctx;
 834         req->link = NULL;
 835         req->async_data = NULL;
 836         /* not necessary, but safer to zero */
 837         req->cqe.res = 0;
 838 }
 839
 840 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
 841                                         struct io_submit_state *state)
 842 {
 843         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 844         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
 845         ctx->locked_free_nr = 0;
 846         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 847 }
 848
 849 static inline bool io_req_cache_empty(struct io_ring_ctx *ctx)
 850 {
 851         return !ctx->submit_state.free_list.next;
 852 }
 853
 854 /*
 855  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
 856  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
 857  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
 858  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
 859  */
 860 static __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 861         __must_hold(&ctx->uring_lock)
 862 {
 863         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
 864         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
 865         int ret, i;
 866
 867         /*
 868          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
 869          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
 870          * side cache.
 871          */
 872         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
 873                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
 874                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
 875                         return true;
 876         }
 877
 878         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
 879
 880         /*
 881          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
 882          * retry single alloc to be on the safe side.
 883          */
 884         if (unlikely(ret <= 0)) {
 885                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
 886                 if (!reqs[0])
 887                         return false;
 888                 ret = 1;
 889         }
 890
 891         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
 892         for (i = 0; i < ret; i++) {
 893                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
 894
 895                 io_preinit_req(req, ctx);
 896                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
 897         }
 898         return true;
 899 }
 900
 901 static inline bool io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
 902 {
 903         if (unlikely(io_req_cache_empty(ctx)))
 904                 return __io_alloc_req_refill(ctx);
 905         return true;
 906 }
 907
 908 static inline struct io_kiocb *io_alloc_req(struct io_ring_ctx *ctx)
 909 {
 910         struct io_wq_work_node *node;
 911
 912         node = wq_stack_extract(&ctx->submit_state.free_list);
 913         return container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
 914 }
 915
 916 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
 917 {
 918         unsigned int flags = req->flags;
 919
 920         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
 921                 io_clean_op(req);
 922         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
 923                 io_put_file(req->file);
 924 }
 925
 926 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
 927 {
 928         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 929
 930         io_req_put_rsrc(req);
 931         io_dismantle_req(req);
 932         io_put_task(req->task, 1);
 933
 934         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 935         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
 936         ctx->locked_free_nr++;
 937         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 938 }
 939
 940 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
 941 {
 942         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
 943         bool posted;
 944
 945         spin_lock(&ctx->completion_lock);
 946         posted = io_disarm_next(req);
 947         io_commit_cqring(ctx);
 948         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 949         if (posted)
 950                 io_cqring_ev_posted(ctx);
 951 }
 952
 953 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
 954 {
 955         struct io_kiocb *nxt;
 956
 957         /*
 958          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
 959          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
 960          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
 961          * of the chain.
 962          */
 963         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
 964                 __io_req_find_next_prep(req);
 965         nxt = req->link;
 966         req->link = NULL;
 967         return nxt;
 968 }
 969
 970 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
 971 {
 972         if (!ctx)
 973                 return;
 974         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
 975                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
 976         if (*locked) {
 977                 io_submit_flush_completions(ctx);
 978                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
 979                 *locked = false;
 980         }
 981         percpu_ref_put(&ctx->refs);
 982 }
 983
 984 static inline void ctx_commit_and_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
 985 {
 986         io_commit_cqring(ctx);
 987         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
 988         io_cqring_ev_posted(ctx);
 989 }
 990
 991 static void handle_prev_tw_list(struct io_wq_work_node *node,
 992                                 struct io_ring_ctx **ctx, bool *uring_locked)
 993 {
 994         if (*ctx && !*uring_locked)
 995                 spin_lock(&(*ctx)->completion_lock);
 996
 997         do {
 998                 struct io_wq_work_node *next = node->next;
 999                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1000                                                     io_task_work.node);
1001
1002                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1003
1004                 if (req->ctx != *ctx) {
1005                         if (unlikely(!*uring_locked && *ctx))
1006                                 ctx_commit_and_unlock(*ctx);
1007
1008                         ctx_flush_and_put(*ctx, uring_locked);
1009                         *ctx = req->ctx;
1010                         /* if not contended, grab and improve batching */
1011                         *uring_locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1012                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1013                         if (unlikely(!*uring_locked))
1014                                 spin_lock(&(*ctx)->completion_lock);
1015                 }
1016                 if (likely(*uring_locked)) {
1017                         req->io_task_work.func(req, uring_locked);
1018                 } else {
1019                         req->cqe.flags = io_put_kbuf_comp(req);
1020                         __io_req_complete_post(req);
1021                 }
1022                 node = next;
1023         } while (node);
1024
1025         if (unlikely(!*uring_locked))
1026                 ctx_commit_and_unlock(*ctx);
1027 }
1028
1029 static void handle_tw_list(struct io_wq_work_node *node,
1030                            struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked)
1031 {
1032         do {
1033                 struct io_wq_work_node *next = node->next;
1034                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1035                                                     io_task_work.node);
1036
1037                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1038
1039                 if (req->ctx != *ctx) {
1040                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1041                         *ctx = req->ctx;
1042                         /* if not contended, grab and improve batching */
1043                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1044                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1045                 }
1046                 req->io_task_work.func(req, locked);
1047                 node = next;
1048         } while (node);
1049 }
1050
1051 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1052 {
1053         bool uring_locked = false;
1054         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1055         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1056                                                   task_work);
1057
1058         while (1) {
1059                 struct io_wq_work_node *node1, *node2;
1060
1061                 spin_lock_irq(&tctx->task_lock);
1062                 node1 = tctx->prio_task_list.first;
1063                 node2 = tctx->task_list.first;
1064                 INIT_WQ_LIST(&tctx->task_list);
1065                 INIT_WQ_LIST(&tctx->prio_task_list);
1066                 if (!node2 && !node1)
1067                         tctx->task_running = false;
1068                 spin_unlock_irq(&tctx->task_lock);
1069                 if (!node2 && !node1)
1070                         break;
1071
1072                 if (node1)
1073                         handle_prev_tw_list(node1, &ctx, &uring_locked);
1074                 if (node2)
1075                         handle_tw_list(node2, &ctx, &uring_locked);
1076                 cond_resched();
1077
1078                 if (data_race(!tctx->task_list.first) &&
1079                     data_race(!tctx->prio_task_list.first) && uring_locked)
1080                         io_submit_flush_completions(ctx);
1081         }
1082
1083         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1084
1085         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1086         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1087                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1088 }
1089
1090 static void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req,
1091                                    struct io_uring_task *tctx,
1092                                    struct io_wq_work_list *list)
1093 {
1094         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1095         struct io_wq_work_node *node;
1096         unsigned long flags;
1097         bool running;
1098
1099         spin_lock_irqsave(&tctx->task_lock, flags);
1100         wq_list_add_tail(&req->io_task_work.node, list);
1101         running = tctx->task_running;
1102         if (!running)
1103                 tctx->task_running = true;
1104         spin_unlock_irqrestore(&tctx->task_lock, flags);
1105
1106         /* task_work already pending, we're done */
1107         if (running)
1108                 return;
1109
1110         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1111                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1112
1113         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1114                 return;
1115
1116         spin_lock_irqsave(&tctx->task_lock, flags);
1117         tctx->task_running = false;
1118         node = wq_list_merge(&tctx->prio_task_list, &tctx->task_list);
1119         spin_unlock_irqrestore(&tctx->task_lock, flags);
1120
1121         while (node) {
1122                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1123                 node = node->next;
1124                 if (llist_add(&req->io_task_work.fallback_node,
1125                               &req->ctx->fallback_llist))
1126                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1127         }
1128 }
1129
1130 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1131 {
1132         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1133
1134         __io_req_task_work_add(req, tctx, &tctx->task_list);
1135 }
1136
1137 void io_req_task_prio_work_add(struct io_kiocb *req)
1138 {
1139         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1140
1141         if (req->ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL)
1142                 __io_req_task_work_add(req, tctx, &tctx->prio_task_list);
1143         else
1144                 __io_req_task_work_add(req, tctx, &tctx->task_list);
1145 }
1146
1147 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1148 {
1149         io_req_complete_post(req);
1150 }
1151
1152 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1153 {
1154         io_req_set_res(req, res, cflags);
1155         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1156         io_req_task_work_add(req);
1157 }
1158
1159 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1160 {
1161         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1162         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1163         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1164 }
1165
1166 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1167 {
1168         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1169         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1170         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1171                 io_queue_sqe(req);
1172         else
1173                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1174 }
1175
1176 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1177 {
1178         io_req_set_res(req, ret, 0);
1179         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1180         io_req_task_work_add(req);
1181 }
1182
1183 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1184 {
1185         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1186         io_req_task_work_add(req);
1187 }
1188
1189 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1190 {
1191         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1192
1193         if (nxt)
1194                 io_req_task_queue(nxt);
1195 }
1196
1197 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1198         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1199 {
1200         struct task_struct *task = NULL;
1201         int task_refs = 0;
1202
1203         do {
1204                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1205                                                     comp_list);
1206
1207                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1208                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1209                                 node = req->comp_list.next;
1210                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1211                                         continue;
1212                         }
1213                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1214                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1215
1216                                 if (apoll->double_poll)
1217                                         kfree(apoll->double_poll);
1218                                 list_add(&apoll->poll.wait.entry,
1219                                                 &ctx->apoll_cache);
1220                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1221                         }
1222                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1223                                 io_queue_next(req);
1224                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1225                                 io_clean_op(req);
1226                 }
1227                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1228                         io_put_file(req->file);
1229
1230                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1231
1232                 if (req->task != task) {
1233                         if (task)
1234                                 io_put_task(task, task_refs);
1235                         task = req->task;
1236                         task_refs = 0;
1237                 }
1238                 task_refs++;
1239                 node = req->comp_list.next;
1240                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1241         } while (node);
1242
1243         if (task)
1244                 io_put_task(task, task_refs);
1245 }
1246
1247 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1248         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1249 {
1250         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1251         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1252
1253         if (state->flush_cqes) {
1254                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1255                 wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1256                         struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1257                                                     comp_list);
1258
1259                         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1260                                 __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1261                 }
1262
1263                 io_commit_cqring(ctx);
1264                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1265                 io_cqring_ev_posted(ctx);
1266                 state->flush_cqes = false;
1267         }
1268
1269         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1270         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1275  * was the last reference to this request.
1276  */
1277 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1278 {
1279         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1280
1281         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1282                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1283                         nxt = io_req_find_next(req);
1284                 io_free_req(req);
1285         }
1286         return nxt;
1287 }
1288
1289 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1290 {
1291         /* See comment at the top of this file */
1292         smp_rmb();
1293         return __io_cqring_events(ctx);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1298  * find and complete them.
1299  */
1300 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1301 {
1302         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1303                 return;
1304
1305         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1306         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1307                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1308                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1309                         break;
1310                 /*
1311                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1312                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1313                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1314                  */
1315                 if (need_resched()) {
1316                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1317                         cond_resched();
1318                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1319                 }
1320         }
1321         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1322 }
1323
1324 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1325 {
1326         unsigned int nr_events = 0;
1327         int ret = 0;
1328         unsigned long check_cq;
1329
1330         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1331         if (unlikely(check_cq)) {
1332                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1333                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1334                 /*
1335                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1336                  * dropped CQE.
1337                  */
1338                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1339                         return -EBADR;
1340         }
1341         /*
1342          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1343          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1344          * already triggered a CQE (eg in error).
1345          */
1346         if (io_cqring_events(ctx))
1347                 return 0;
1348
1349         do {
1350                 /*
1351                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1352                  * application entering polling for a command before it gets
1353                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1354                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1355                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1356                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1357                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1358                  * very same mutex.
1359                  */
1360                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1361                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1362
1363                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1364                         io_run_task_work();
1365                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1366
1367                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1368                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1369                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1370                                 break;
1371                 }
1372                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1373                 if (ret < 0)
1374                         break;
1375                 nr_events += ret;
1376                 ret = 0;
1377         } while (nr_events < min && !need_resched());
1378
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1383 {
1384         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1385                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1386
1387                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1388         }
1389
1390         if (*locked)
1391                 io_req_add_compl_list(req);
1392         else
1393                 io_req_complete_post(req);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1398  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1399  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1400  * accessing the kiocb cookie.
1401  */
1402 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1403 {
1404         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1405         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1406
1407         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1408         if (unlikely(needs_lock))
1409                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1410
1411         /*
1412          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1413          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1414          * different devices.
1415          */
1416         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1417                 ctx->poll_multi_queue = false;
1418         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1419                 struct io_kiocb *list_req;
1420
1421                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1422                                         comp_list);
1423                 if (list_req->file != req->file)
1424                         ctx->poll_multi_queue = true;
1425         }
1426
1427         /*
1428          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1429          * it to the front so we find it first.
1430          */
1431         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1432                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1433         else
1434                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1435
1436         if (unlikely(needs_lock)) {
1437                 /*
1438                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1439                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1440                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1441                  * whether should wake up sq thread.
1442                  */
1443                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1444                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1445                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1446
1447                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1448         }
1449 }
1450
1451 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1452 {
1453         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
1454 }
1455
1456 /*
1457  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1458  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1459  * inline.
1460  */
1461 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1462 {
1463         if (S_ISBLK(mode)) {
1464                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1465                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1466                         return true;
1467                 return false;
1468         }
1469         if (S_ISSOCK(mode))
1470                 return true;
1471         if (S_ISREG(mode)) {
1472                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1473                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1474                     !io_is_uring_fops(file))
1475                         return true;
1476                 return false;
1477         }
1478
1479         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1480         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1481                 return true;
1482         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1483 }
1484
1485 /*
1486  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1487  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1488  * inline.
1489  */
1490 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1491 {
1492         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1493         unsigned int res = 0;
1494
1495         if (S_ISREG(mode))
1496                 res |= FFS_ISREG;
1497         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1498                 res |= FFS_NOWAIT;
1499         if (io_file_need_scm(file))
1500                 res |= FFS_SCM;
1501         return res;
1502 }
1503
1504 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1505 {
1506         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1507         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1508         if (req->async_data) {
1509                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1510                 return false;
1511         }
1512         return true;
1513 }
1514
1515 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1516 {
1517         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1518
1519         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1520         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1521                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1522         if (!def->prep_async)
1523                 return 0;
1524         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1525                 return -EFAULT;
1526         if (io_alloc_async_data(req))
1527                 return -EAGAIN;
1528
1529         return def->prep_async(req);
1530 }
1531
1532 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1533 {
1534         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1535         struct io_kiocb *cur;
1536
1537         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1538         io_for_each_link(cur, req)
1539                 seq--;
1540         return seq;
1541 }
1542
1543 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1544 {
1545         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1546         struct io_defer_entry *de;
1547         int ret;
1548         u32 seq = io_get_sequence(req);
1549
1550         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1551         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1552         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1553                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1554 queue:
1555                 ctx->drain_active = false;
1556                 io_req_task_queue(req);
1557                 return;
1558         }
1559         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1560
1561         ret = io_req_prep_async(req);
1562         if (ret) {
1563 fail:
1564                 io_req_complete_failed(req, ret);
1565                 return;
1566         }
1567         io_prep_async_link(req);
1568         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1569         if (!de) {
1570                 ret = -ENOMEM;
1571                 goto fail;
1572         }
1573
1574         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1575         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1576                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1577                 kfree(de);
1578                 goto queue;
1579         }
1580
1581         trace_io_uring_defer(req);
1582         de->req = req;
1583         de->seq = seq;
1584         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1585         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1586 }
1587
1588 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1589 {
1590         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1591                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1592                 io_put_kbuf_comp(req);
1593                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1594         }
1595
1596         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1597                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1598
1599                 if (def->cleanup)
1600                         def->cleanup(req);
1601         }
1602         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1603                 kfree(req->apoll->double_poll);
1604                 kfree(req->apoll);
1605                 req->apoll = NULL;
1606         }
1607         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1608                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1609
1610                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1611         }
1612         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1613                 put_cred(req->creds);
1614         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1615                 kfree(req->async_data);
1616                 req->async_data = NULL;
1617         }
1618         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1619 }
1620
1621 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1622 {
1623         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1624                 return true;
1625
1626         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1627                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1628         else
1629                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1630
1631         return !!req->file;
1632 }
1633
1634 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1635 {
1636         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1637         const struct cred *creds = NULL;
1638         int ret;
1639
1640         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1641                 return -EBADF;
1642
1643         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1644                 creds = override_creds(req->creds);
1645
1646         if (!def->audit_skip)
1647                 audit_uring_entry(req->opcode);
1648
1649         ret = def->issue(req, issue_flags);
1650
1651         if (!def->audit_skip)
1652                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1653
1654         if (creds)
1655                 revert_creds(creds);
1656
1657         if (ret == IOU_OK) {
1658                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1659                         io_req_add_compl_list(req);
1660                 else
1661                         io_req_complete_post(req);
1662         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1663                 return ret;
1664
1665         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1666         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1667                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1668
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1673 {
1674         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1675         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1676                 return -EFAULT;
1677         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1678 }
1679
1680 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1681 {
1682         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1683
1684         req = io_put_req_find_next(req);
1685         return req ? &req->work : NULL;
1686 }
1687
1688 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1689 {
1690         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1691         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1692         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1693         bool needs_poll = false;
1694         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1695
1696         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1697         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1698                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1699         else
1700                 req_ref_get(req);
1701
1702         io_arm_ltimeout(req);
1703
1704         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1705         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1706 fail:
1707                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1708                 return;
1709         }
1710         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1711                 err = -EBADF;
1712                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1713                 goto fail;
1714         }
1715
1716         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1717                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1718
1719                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1720                         needs_poll = true;
1721                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1722                 }
1723         }
1724
1725         do {
1726                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1727                 if (ret != -EAGAIN)
1728                         break;
1729                 /*
1730                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1731                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1732                  * wait for request slots on the block side.
1733                  */
1734                 if (!needs_poll) {
1735                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1736                                 break;
1737                         cond_resched();
1738                         continue;
1739                 }
1740
1741                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1742                         return;
1743                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1744                 needs_poll = false;
1745                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1746         } while (1);
1747
1748         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1749         if (ret < 0)
1750                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1751 }
1752
1753 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1754                                       unsigned int issue_flags)
1755 {
1756         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1757         struct file *file = NULL;
1758         unsigned long file_ptr;
1759
1760         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1761
1762         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1763                 goto out;
1764         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1765         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1766         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1767         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1768         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1769         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1770         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1771         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1772 out:
1773         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1774         return file;
1775 }
1776
1777 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1778 {
1779         struct file *file = fget(fd);
1780
1781         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1782
1783         /* we don't allow fixed io_uring files */
1784         if (file && io_is_uring_fops(file))
1785                 io_req_track_inflight(req);
1786         return file;
1787 }
1788
1789 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1790         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1791 {
1792         struct io_kiocb *linked_timeout;
1793
1794         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1795                 io_req_complete_failed(req, ret);
1796                 return;
1797         }
1798
1799         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1800
1801         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1802         case IO_APOLL_READY:
1803                 io_req_task_queue(req);
1804                 break;
1805         case IO_APOLL_ABORTED:
1806                 /*
1807                  * Queued up for async execution, worker will release
1808                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
1809                  */
1810                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1811                 io_queue_iowq(req, NULL);
1812                 break;
1813         case IO_APOLL_OK:
1814                 break;
1815         }
1816
1817         if (linked_timeout)
1818                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1819 }
1820
1821 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1822         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1823 {
1824         int ret;
1825
1826         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1827
1828         /*
1829          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1830          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1831          */
1832         if (likely(!ret))
1833                 io_arm_ltimeout(req);
1834         else
1835                 io_queue_async(req, ret);
1836 }
1837
1838 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1839         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1840 {
1841         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1842                 /*
1843                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1844                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1845                  */
1846                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1847                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1848                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1849         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1850                 io_drain_req(req);
1851         } else {
1852                 int ret = io_req_prep_async(req);
1853
1854                 if (unlikely(ret))
1855                         io_req_complete_failed(req, ret);
1856                 else
1857                         io_queue_iowq(req, NULL);
1858         }
1859 }
1860
1861 /*
1862  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1863  *
1864  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1865  */
1866 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1867                                         struct io_kiocb *req,
1868                                         unsigned int sqe_flags)
1869 {
1870         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1871                 return false;
1872
1873         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1874             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1875                 return false;
1876
1877         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1878                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1879                 return false;
1880
1881         return true;
1882 }
1883
1884 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1885 {
1886         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1887         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1888
1889         ctx->drain_active = true;
1890         if (head) {
1891                 /*
1892                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1893                  * the head request and the next request/link after the current
1894                  * link. Considering sequential execution of links,
1895                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1896                  * link.
1897                  */
1898                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1899                 ctx->drain_next = true;
1900         }
1901 }
1902
1903 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1904                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1905         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1906 {
1907         const struct io_op_def *def;
1908         unsigned int sqe_flags;
1909         int personality;
1910         u8 opcode;
1911
1912         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1913         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1914         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1915         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1916         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1917         req->file = NULL;
1918         req->rsrc_node = NULL;
1919         req->task = current;
1920
1921         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
1922                 req->opcode = 0;
1923                 return -EINVAL;
1924         }
1925         def = &io_op_defs[opcode];
1926         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
1927                 /* enforce forwards compatibility on users */
1928                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
1929                         return -EINVAL;
1930                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
1931                         if (!def->buffer_select)
1932                                 return -EOPNOTSUPP;
1933                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
1934                 }
1935                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
1936                         ctx->drain_disabled = true;
1937                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
1938                         if (ctx->drain_disabled)
1939                                 return -EOPNOTSUPP;
1940                         io_init_req_drain(req);
1941                 }
1942         }
1943         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
1944                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
1945                         return -EACCES;
1946                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
1947                 if (ctx->drain_active)
1948                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
1949                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
1950                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
1951                         ctx->drain_next = false;
1952                         ctx->drain_active = true;
1953                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1954                 }
1955         }
1956
1957         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
1958                 return -EINVAL;
1959         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1960                 return -EINVAL;
1961
1962         if (def->needs_file) {
1963                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1964
1965                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
1966
1967                 /*
1968                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
1969                  * target is potentially a read/write to block based storage.
1970                  */
1971                 if (state->need_plug && def->plug) {
1972                         state->plug_started = true;
1973                         state->need_plug = false;
1974                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
1975                 }
1976         }
1977
1978         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
1979         if (personality) {
1980                 int ret;
1981
1982                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
1983                 if (!req->creds)
1984                         return -EINVAL;
1985                 get_cred(req->creds);
1986                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
1987                 if (ret) {
1988                         put_cred(req->creds);
1989                         return ret;
1990                 }
1991                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
1992         }
1993
1994         return def->prep(req, sqe);
1995 }
1996
1997 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
1998                                       struct io_kiocb *req, int ret)
1999 {
2000         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2001         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2002         struct io_kiocb *head = link->head;
2003
2004         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2005
2006         /*
2007          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2008          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2009          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2010          * should find the flag and handle the rest.
2011          */
2012         req_fail_link_node(req, ret);
2013         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2014                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2015
2016         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2017                 if (head) {
2018                         link->last->link = req;
2019                         link->head = NULL;
2020                         req = head;
2021                 }
2022                 io_queue_sqe_fallback(req);
2023                 return ret;
2024         }
2025
2026         if (head)
2027                 link->last->link = req;
2028         else
2029                 link->head = req;
2030         link->last = req;
2031         return 0;
2032 }
2033
2034 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2035                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2036         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2037 {
2038         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2039         int ret;
2040
2041         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2042         if (unlikely(ret))
2043                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2044
2045         /* don't need @sqe from now on */
2046         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2047
2048         /*
2049          * If we already have a head request, queue this one for async
2050          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2051          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2052          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2053          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2054          */
2055         if (unlikely(link->head)) {
2056                 ret = io_req_prep_async(req);
2057                 if (unlikely(ret))
2058                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2059
2060                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2061                 link->last->link = req;
2062                 link->last = req;
2063
2064                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2065                         return 0;
2066                 /* last request of the link, flush it */
2067                 req = link->head;
2068                 link->head = NULL;
2069                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2070                         goto fallback;
2071
2072         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2073                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2074                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2075                         link->head = req;
2076                         link->last = req;
2077                 } else {
2078 fallback:
2079                         io_queue_sqe_fallback(req);
2080                 }
2081                 return 0;
2082         }
2083
2084         io_queue_sqe(req);
2085         return 0;
2086 }
2087
2088 /*
2089  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2090  */
2091 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2092 {
2093         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2094
2095         if (unlikely(state->link.head))
2096                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2097         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2098         io_submit_flush_completions(ctx);
2099         if (state->plug_started)
2100                 blk_finish_plug(&state->plug);
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Start submission side cache.
2105  */
2106 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2107                                   unsigned int max_ios)
2108 {
2109         state->plug_started = false;
2110         state->need_plug = max_ios > 2;
2111         state->submit_nr = max_ios;
2112         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2113         state->link.head = NULL;
2114 }
2115
2116 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2117 {
2118         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2119
2120         /*
2121          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2122          * since once we write the new head, the application could
2123          * write new data to them.
2124          */
2125         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2130  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2131  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2132  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2133  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2134  * prevent a re-load down the line.
2135  */
2136 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2137 {
2138         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2139         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2140
2141         /*
2142          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2143          *
2144          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2145          *    head updates.
2146          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2147          *    though the application is the one updating it.
2148          */
2149         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2150         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2151                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2152                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2153                         head <<= 1;
2154                 return &ctx->sq_sqes[head];
2155         }
2156
2157         /* drop invalid entries */
2158         ctx->cq_extra--;
2159         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2160                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2161         return NULL;
2162 }
2163
2164 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2165         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2166 {
2167         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2168         unsigned int left;
2169         int ret;
2170
2171         if (unlikely(!entries))
2172                 return 0;
2173         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2174         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2175         io_get_task_refs(left);
2176         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2177
2178         do {
2179                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2180                 struct io_kiocb *req;
2181
2182                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2183                         break;
2184                 req = io_alloc_req(ctx);
2185                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2186                 if (unlikely(!sqe)) {
2187                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2188                         break;
2189                 }
2190
2191                 /*
2192                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2193                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2194                  */
2195                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2196                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2197                         left--;
2198                         break;
2199                 }
2200         } while (--left);
2201
2202         if (unlikely(left)) {
2203                 ret -= left;
2204                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2205                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2206                         ret = -EAGAIN;
2207                 current->io_uring->cached_refs += left;
2208         }
2209
2210         io_submit_state_end(ctx);
2211          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2212         io_commit_sqring(ctx);
2213         return ret;
2214 }
2215
2216 struct io_wait_queue {
2217         struct wait_queue_entry wq;
2218         struct io_ring_ctx *ctx;
2219         unsigned cq_tail;
2220         unsigned nr_timeouts;
2221 };
2222
2223 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2224 {
2225         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2226         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2227
2228         /*
2229          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2230          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2231          * regardless of event count.
2232          */
2233         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2234 }
2235
2236 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2237                             int wake_flags, void *key)
2238 {
2239         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2240                                                         wq);
2241
2242         /*
2243          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2244          * the task, and the next invocation will do it.
2245          */
2246         if (io_should_wake(iowq) ||
2247             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &iowq->ctx->check_cq))
2248                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2249         return -1;
2250 }
2251
2252 int io_run_task_work_sig(void)
2253 {
2254         if (io_run_task_work())
2255                 return 1;
2256         if (test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL))
2257                 return -ERESTARTSYS;
2258         if (task_sigpending(current))
2259                 return -EINTR;
2260         return 0;
2261 }
2262
2263 /* when returns >0, the caller should retry */
2264 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2265                                           struct io_wait_queue *iowq,
2266                                           ktime_t timeout)
2267 {
2268         int ret;
2269         unsigned long check_cq;
2270
2271         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2272         ret = io_run_task_work_sig();
2273         if (ret || io_should_wake(iowq))
2274                 return ret;
2275
2276         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2277         if (unlikely(check_cq)) {
2278                 /* let the caller flush overflows, retry */
2279                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2280                         return 1;
2281                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2282                         return -EBADR;
2283         }
2284         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2285                 return -ETIME;
2286         return 1;
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2291  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2292  */
2293 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2294                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2295                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2296 {
2297         struct io_wait_queue iowq;
2298         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2299         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2300         int ret;
2301
2302         do {
2303                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2304                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2305                         return 0;
2306                 if (!io_run_task_work())
2307                         break;
2308         } while (1);
2309
2310         if (sig) {
2311 #ifdef CONFIG_COMPAT
2312                 if (in_compat_syscall())
2313                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2314                                                       sigsz);
2315                 else
2316 #endif
2317                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2318
2319                 if (ret)
2320                         return ret;
2321         }
2322
2323         if (uts) {
2324                 struct timespec64 ts;
2325
2326                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2327                         return -EFAULT;
2328                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2329         }
2330
2331         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2332         iowq.wq.private = current;
2333         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2334         iowq.ctx = ctx;
2335         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2336         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2337
2338         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2339         do {
2340                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2341                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2342                         ret = -EBUSY;
2343                         break;
2344                 }
2345                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2346                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2347                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2348                 cond_resched();
2349         } while (ret > 0);
2350
2351         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2352         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2353
2354         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2355 }
2356
2357 static void io_mem_free(void *ptr)
2358 {
2359         struct page *page;
2360
2361         if (!ptr)
2362                 return;
2363
2364         page = virt_to_head_page(ptr);
2365         if (put_page_testzero(page))
2366                 free_compound_page(page);
2367 }
2368
2369 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2370 {
2371         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2372
2373         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2374 }
2375
2376 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2377                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2378 {
2379         struct io_rings *rings;
2380         size_t off, sq_array_size;
2381
2382         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2383         if (off == SIZE_MAX)
2384                 return SIZE_MAX;
2385         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2386                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2387                         return SIZE_MAX;
2388         }
2389
2390 #ifdef CONFIG_SMP
2391         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2392         if (off == 0)
2393                 return SIZE_MAX;
2394 #endif
2395
2396         if (sq_offset)
2397                 *sq_offset = off;
2398
2399         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2400         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2401                 return SIZE_MAX;
2402
2403         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2404                 return SIZE_MAX;
2405
2406         return off;
2407 }
2408
2409 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2410                                unsigned int eventfd_async)
2411 {
2412         struct io_ev_fd *ev_fd;
2413         __s32 __user *fds = arg;
2414         int fd;
2415
2416         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2417                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2418         if (ev_fd)
2419                 return -EBUSY;
2420
2421         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2422                 return -EFAULT;
2423
2424         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2425         if (!ev_fd)
2426                 return -ENOMEM;
2427
2428         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2429         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2430                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2431                 kfree(ev_fd);
2432                 return ret;
2433         }
2434         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2435         ctx->has_evfd = true;
2436         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2437         return 0;
2438 }
2439
2440 static void io_eventfd_put(struct rcu_head *rcu)
2441 {
2442         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
2443
2444         eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
2445         kfree(ev_fd);
2446 }
2447
2448 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2449 {
2450         struct io_ev_fd *ev_fd;
2451
2452         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2453                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2454         if (ev_fd) {
2455                 ctx->has_evfd = false;
2456                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2457                 call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_put);
2458                 return 0;
2459         }
2460
2461         return -ENXIO;
2462 }
2463
2464 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2465 {
2466         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2467         int nr = 0;
2468
2469         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2470         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2471
2472         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2473                 struct io_wq_work_node *node;
2474                 struct io_kiocb *req;
2475
2476                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2477                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2478                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2479                 nr++;
2480         }
2481         if (nr)
2482                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2483         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2484 }
2485
2486 static void io_flush_apoll_cache(struct io_ring_ctx *ctx)
2487 {
2488         struct async_poll *apoll;
2489
2490         while (!list_empty(&ctx->apoll_cache)) {
2491                 apoll = list_first_entry(&ctx->apoll_cache, struct async_poll,
2492                                                 poll.wait.entry);
2493                 list_del(&apoll->poll.wait.entry);
2494                 kfree(apoll);
2495         }
2496 }
2497
2498 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2499 {
2500         io_sq_thread_finish(ctx);
2501
2502         if (ctx->mm_account) {
2503                 mmdrop(ctx->mm_account);
2504                 ctx->mm_account = NULL;
2505         }
2506
2507         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2508         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2509         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2510         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2511
2512         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2513         if (ctx->buf_data)
2514                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2515         if (ctx->file_data)
2516                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2517         if (ctx->rings)
2518                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2519         io_eventfd_unregister(ctx);
2520         io_flush_apoll_cache(ctx);
2521         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2522         io_destroy_buffers(ctx);
2523         if (ctx->sq_creds)
2524                 put_cred(ctx->sq_creds);
2525         if (ctx->submitter_task)
2526                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2527
2528         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2529         if (ctx->rsrc_node)
2530                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2531         if (ctx->rsrc_backup_node)
2532                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2533         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2534         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2535
2536         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2537         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2538
2539 #if defined(CONFIG_UNIX)
2540         if (ctx->ring_sock) {
2541                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2542                 sock_release(ctx->ring_sock);
2543         }
2544 #endif
2545         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2546
2547         io_mem_free(ctx->rings);
2548         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2549
2550         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2551         free_uid(ctx->user);
2552         io_req_caches_free(ctx);
2553         if (ctx->hash_map)
2554                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2555         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2556         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2557         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2558         kfree(ctx->io_bl);
2559         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2560         kfree(ctx);
2561 }
2562
2563 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2564 {
2565         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2566         __poll_t mask = 0;
2567
2568         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2569         /*
2570          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2571          * io_commit_cqring
2572          */
2573         smp_rmb();
2574         if (!io_sqring_full(ctx))
2575                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2576
2577         /*
2578          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2579          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2580          *      CPU0                    CPU1
2581          *      ----                    ----
2582          * lock(&ctx->uring_lock);
2583          *                              lock(&ep->mtx);
2584          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2585          * lock(&ep->mtx);
2586          *
2587          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2588          * pushs them to do the flush.
2589          */
2590         if (io_cqring_events(ctx) ||
2591             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
2592                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2593
2594         return mask;
2595 }
2596
2597 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2598 {
2599         const struct cred *creds;
2600
2601         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2602         if (creds) {
2603                 put_cred(creds);
2604                 return 0;
2605         }
2606
2607         return -EINVAL;
2608 }
2609
2610 struct io_tctx_exit {
2611         struct callback_head            task_work;
2612         struct completion               completion;
2613         struct io_ring_ctx              *ctx;
2614 };
2615
2616 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2617 {
2618         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2619         struct io_tctx_exit *work;
2620
2621         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2622         /*
2623          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2624          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2625          */
2626         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2627                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2628         complete(&work->completion);
2629 }
2630
2631 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2632 {
2633         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2634
2635         return req->ctx == data;
2636 }
2637
2638 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2639 {
2640         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2641         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2642         unsigned long interval = HZ / 20;
2643         struct io_tctx_exit exit;
2644         struct io_tctx_node *node;
2645         int ret;
2646
2647         /*
2648          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2649          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2650          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2651          * as nobody else will be looking for them.
2652          */
2653         do {
2654                 io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true);
2655                 if (ctx->sq_data) {
2656                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2657                         struct task_struct *tsk;
2658
2659                         io_sq_thread_park(sqd);
2660                         tsk = sqd->thread;
2661                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2662                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2663                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2664                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2665                 }
2666
2667                 io_req_caches_free(ctx);
2668
2669                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2670                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2671                         interval = HZ * 60;
2672                 }
2673         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2674
2675         init_completion(&exit.completion);
2676         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2677         exit.ctx = ctx;
2678         /*
2679          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2680          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2681          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2682          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2683          */
2684         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2685         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2686                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2687
2688                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2689                                         ctx_node);
2690                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2691                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2692                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2693                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2694                         continue;
2695
2696                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2697                 wait_for_completion(&exit.completion);
2698                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2699         }
2700         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2701         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2702         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2703
2704         io_ring_ctx_free(ctx);
2705 }
2706
2707 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2708 {
2709         unsigned long index;
2710         struct creds *creds;
2711
2712         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2713         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2714         if (ctx->rings)
2715                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2716         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2717                 io_unregister_personality(ctx, index);
2718         if (ctx->rings)
2719                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2720         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2721
2722         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2723         if (ctx->rings) {
2724                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2725                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2726                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2727         }
2728
2729         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2730         /*
2731          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2732          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2733          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2734          * over using system_wq.
2735          */
2736         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2737 }
2738
2739 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2740 {
2741         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2742
2743         file->private_data = NULL;
2744         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2745         return 0;
2746 }
2747
2748 struct io_task_cancel {
2749         struct task_struct *task;
2750         bool all;
2751 };
2752
2753 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2754 {
2755         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2756         struct io_task_cancel *cancel = data;
2757
2758         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2759 }
2760
2761 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2762                                          struct task_struct *task,
2763                                          bool cancel_all)
2764 {
2765         struct io_defer_entry *de;
2766         LIST_HEAD(list);
2767
2768         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2769         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2770                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2771                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2772                         break;
2773                 }
2774         }
2775         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2776         if (list_empty(&list))
2777                 return false;
2778
2779         while (!list_empty(&list)) {
2780                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2781                 list_del_init(&de->list);
2782                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2783                 kfree(de);
2784         }
2785         return true;
2786 }
2787
2788 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2789 {
2790         struct io_tctx_node *node;
2791         enum io_wq_cancel cret;
2792         bool ret = false;
2793
2794         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2795         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2796                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2797
2798                 /*
2799                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2800                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2801                  */
2802                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2803                         continue;
2804                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2805                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2806         }
2807         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2808
2809         return ret;
2810 }
2811
2812 static __cold void io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2813                                                 struct task_struct *task,
2814                                                 bool cancel_all)
2815 {
2816         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2817         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2818
2819         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2820         if (!ctx->rings)
2821                 return;
2822
2823         while (1) {
2824                 enum io_wq_cancel cret;
2825                 bool ret = false;
2826
2827                 if (!task) {
2828                         ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2829                 } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2830                         /*
2831                          * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2832                          * it's fine as the task is in exit/exec.
2833                          */
2834                         cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2835                                                &cancel, true);
2836                         ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2837                 }
2838
2839                 /* SQPOLL thread does its own polling */
2840                 if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2841                     (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2842                         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2843                                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2844                                 ret = true;
2845                         }
2846                 }
2847
2848                 ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2849                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2850                 ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2851                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2852                 ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2853                 if (task)
2854                         ret |= io_run_task_work();
2855                 if (!ret)
2856                         break;
2857                 cond_resched();
2858         }
2859 }
2860
2861 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2862 {
2863         if (tracked)
2864                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2865         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2870  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2871  */
2872 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2873 {
2874         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2875         struct io_ring_ctx *ctx;
2876         s64 inflight;
2877         DEFINE_WAIT(wait);
2878
2879         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2880
2881         if (!current->io_uring)
2882                 return;
2883         if (tctx->io_wq)
2884                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2885
2886         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2887         do {
2888                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2889                 /* read completions before cancelations */
2890                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2891                 if (!inflight)
2892                         break;
2893
2894                 if (!sqd) {
2895                         struct io_tctx_node *node;
2896                         unsigned long index;
2897
2898                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2899                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2900                                 if (node->ctx->sq_data)
2901                                         continue;
2902                                 io_uring_try_cancel_requests(node->ctx, current,
2903                                                              cancel_all);
2904                         }
2905                 } else {
2906                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2907                                 io_uring_try_cancel_requests(ctx, current,
2908                                                              cancel_all);
2909                 }
2910
2911                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
2912                 io_run_task_work();
2913                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2914
2915                 /*
2916                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
2917                  * avoids a race where a completion comes in before we did
2918                  * prepare_to_wait().
2919                  */
2920                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
2921                         schedule();
2922                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
2923         } while (1);
2924
2925         io_uring_clean_tctx(tctx);
2926         if (cancel_all) {
2927                 /*
2928                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
2929                  * ->in_idle set for normal exit.
2930                  */
2931                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
2932                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
2933                 __io_uring_free(current);
2934         }
2935 }
2936
2937 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
2938 {
2939         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
2940 }
2941
2942 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
2943                                             loff_t pgoff, size_t sz)
2944 {
2945         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2946         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
2947         struct page *page;
2948         void *ptr;
2949
2950         switch (offset) {
2951         case IORING_OFF_SQ_RING:
2952         case IORING_OFF_CQ_RING:
2953                 ptr = ctx->rings;
2954                 break;
2955         case IORING_OFF_SQES:
2956                 ptr = ctx->sq_sqes;
2957                 break;
2958         default:
2959                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2960         }
2961
2962         page = virt_to_head_page(ptr);
2963         if (sz > page_size(page))
2964                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2965
2966         return ptr;
2967 }
2968
2969 #ifdef CONFIG_MMU
2970
2971 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2972 {
2973         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
2974         unsigned long pfn;
2975         void *ptr;
2976
2977         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
2978         if (IS_ERR(ptr))
2979                 return PTR_ERR(ptr);
2980
2981         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
2982         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
2983 }
2984
2985 #else /* !CONFIG_MMU */
2986
2987 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2988 {
2989         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
2990 }
2991
2992 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
2993 {
2994         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
2995 }
2996
2997 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
2998         unsigned long addr, unsigned long len,
2999         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3000 {
3001         void *ptr;
3002
3003         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3004         if (IS_ERR(ptr))
3005                 return PTR_ERR(ptr);
3006
3007         return (unsigned long) ptr;
3008 }
3009
3010 #endif /* !CONFIG_MMU */
3011
3012 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3013 {
3014         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3015                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3016
3017                 if (argsz != sizeof(arg))
3018                         return -EINVAL;
3019                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3020                         return -EFAULT;
3021         }
3022         return 0;
3023 }
3024
3025 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3026                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3027                           const sigset_t __user **sig)
3028 {
3029         struct io_uring_getevents_arg arg;
3030
3031         /*
3032          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3033          * is just a pointer to the sigset_t.
3034          */
3035         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3036                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3037                 *ts = NULL;
3038                 return 0;
3039         }
3040
3041         /*
3042          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3043          * timespec and sigset_t pointers if good.
3044          */
3045         if (*argsz != sizeof(arg))
3046                 return -EINVAL;
3047         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3048                 return -EFAULT;
3049         if (arg.pad)
3050                 return -EINVAL;
3051         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3052         *argsz = arg.sigmask_sz;
3053         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3054         return 0;
3055 }
3056
3057 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3058                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3059                 size_t, argsz)
3060 {
3061         struct io_ring_ctx *ctx;
3062         struct fd f;
3063         long ret;
3064
3065         io_run_task_work();
3066
3067         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3068                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3069                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3070                 return -EINVAL;
3071
3072         /*
3073          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3074          * need only dereference our task private array to find it.
3075          */
3076         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3077                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3078
3079                 if (!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX)
3080                         return -EINVAL;
3081                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3082                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3083                 f.flags = 0;
3084         } else {
3085                 f = fdget(fd);
3086         }
3087
3088         if (unlikely(!f.file))
3089                 return -EBADF;
3090
3091         ret = -EOPNOTSUPP;
3092         if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3093                 goto out_fput;
3094
3095         ret = -ENXIO;
3096         ctx = f.file->private_data;
3097         if (unlikely(!percpu_ref_tryget(&ctx->refs)))
3098                 goto out_fput;
3099
3100         ret = -EBADFD;
3101         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3102                 goto out;
3103
3104         /*
3105          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3106          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3107          * we were asked to.
3108          */
3109         ret = 0;
3110         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3111                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3112
3113                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3114                         ret = -EOWNERDEAD;
3115                         goto out;
3116                 }
3117                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3118                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3119                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3120                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3121                         if (ret)
3122                                 goto out;
3123                 }
3124                 ret = to_submit;
3125         } else if (to_submit) {
3126                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3127                 if (unlikely(ret))
3128                         goto out;
3129
3130                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3131                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3132                 if (ret != to_submit) {
3133                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3134                         goto out;
3135                 }
3136                 if ((flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) && ctx->syscall_iopoll)
3137                         goto iopoll_locked;
3138                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3139         }
3140         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3141                 int ret2;
3142                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3143                         /*
3144                          * We disallow the app entering submit/complete with
3145                          * polling, but we still need to lock the ring to
3146                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3147                          * a workqueue.
3148                          */
3149                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3150 iopoll_locked:
3151                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3152                         if (likely(!ret2)) {
3153                                 min_complete = min(min_complete,
3154                                                    ctx->cq_entries);
3155                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3156                         }
3157                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3158                 } else {
3159                         const sigset_t __user *sig;
3160                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3161
3162                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3163                         if (likely(!ret2)) {
3164                                 min_complete = min(min_complete,
3165                                                    ctx->cq_entries);
3166                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3167                                                       argsz, ts);
3168                         }
3169                 }
3170
3171                 if (!ret) {
3172                         ret = ret2;
3173
3174                         /*
3175                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3176                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3177                          * as they are obviously ok with those drops.
3178                          */
3179                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3180                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3181                                           &ctx->check_cq);
3182                 }
3183         }
3184
3185 out:
3186         percpu_ref_put(&ctx->refs);
3187 out_fput:
3188         fdput(f);
3189         return ret;
3190 }
3191
3192 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3193         .release        = io_uring_release,
3194         .mmap           = io_uring_mmap,
3195 #ifndef CONFIG_MMU
3196         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3197         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3198 #endif
3199         .poll           = io_uring_poll,
3200 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3201         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3202 #endif
3203 };
3204
3205 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3206 {
3207         return file->f_op == &io_uring_fops;
3208 }
3209
3210 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3211                                          struct io_uring_params *p)
3212 {
3213         struct io_rings *rings;
3214         size_t size, sq_array_offset;
3215
3216         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3217         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3218         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3219
3220         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3221         if (size == SIZE_MAX)
3222                 return -EOVERFLOW;
3223
3224         rings = io_mem_alloc(size);
3225         if (!rings)
3226                 return -ENOMEM;
3227
3228         ctx->rings = rings;
3229         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3230         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3231         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3232         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3233         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3234
3235         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3236                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3237         else
3238                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3239         if (size == SIZE_MAX) {
3240                 io_mem_free(ctx->rings);
3241                 ctx->rings = NULL;
3242                 return -EOVERFLOW;
3243         }
3244
3245         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3246         if (!ctx->sq_sqes) {
3247                 io_mem_free(ctx->rings);
3248                 ctx->rings = NULL;
3249                 return -ENOMEM;
3250         }
3251
3252         return 0;
3253 }
3254
3255 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3256 {
3257         int ret, fd;
3258
3259         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3260         if (fd < 0)
3261                 return fd;
3262
3263         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx, false);
3264         if (ret) {
3265                 put_unused_fd(fd);
3266                 return ret;
3267         }
3268         fd_install(fd, file);
3269         return fd;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3274  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3275  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3276  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3277  */
3278 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3279 {
3280         struct file *file;
3281 #if defined(CONFIG_UNIX)
3282         int ret;
3283
3284         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3285                                 &ctx->ring_sock);
3286         if (ret)
3287                 return ERR_PTR(ret);
3288 #endif
3289
3290         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3291                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3292 #if defined(CONFIG_UNIX)
3293         if (IS_ERR(file)) {
3294                 sock_release(ctx->ring_sock);
3295                 ctx->ring_sock = NULL;
3296         } else {
3297                 ctx->ring_sock->file = file;
3298         }
3299 #endif
3300         return file;
3301 }
3302
3303 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3304                                   struct io_uring_params __user *params)
3305 {
3306         struct io_ring_ctx *ctx;
3307         struct file *file;
3308         int ret;
3309
3310         if (!entries)
3311                 return -EINVAL;
3312         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3313                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3314                         return -EINVAL;
3315                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3316         }
3317
3318         /*
3319          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3320          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3321          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3322          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3323          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3324          * of CQ ring entries manually.
3325          */
3326         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3327         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3328                 /*
3329                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3330                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3331                  * any cq vs sq ring sizing.
3332                  */
3333                 if (!p->cq_entries)
3334                         return -EINVAL;
3335                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3336                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3337                                 return -EINVAL;
3338                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3339                 }
3340                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3341                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3342                         return -EINVAL;
3343         } else {
3344                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3345         }
3346
3347         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3348         if (!ctx)
3349                 return -ENOMEM;
3350
3351         /*
3352          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3353          * space applications don't need to do io completion events
3354          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3355          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3356          */
3357         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3358             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3359                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3360
3361         ctx->compat = in_compat_syscall();
3362         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3363                 ctx->user = get_uid(current_user());
3364
3365         /*
3366          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3367          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3368          */
3369         ret = -EINVAL;
3370         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3371                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3372                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3373                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG))
3374                         goto err;
3375                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3376         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3377                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3378         } else {
3379                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
3380                         goto err;
3381                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3382         }
3383
3384         /*
3385          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3386          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3387          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3388          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3389          */
3390         mmgrab(current->mm);
3391         ctx->mm_account = current->mm;
3392
3393         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3394         if (ret)
3395                 goto err;
3396
3397         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3398         if (ret)
3399                 goto err;
3400         /* always set a rsrc node */
3401         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3402         if (ret)
3403                 goto err;
3404         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3405
3406         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3407         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3408         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3409         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3410         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3411         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3412         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3413         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3414
3415         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3416         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3417         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3418         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3419         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3420         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3421         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3422         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3423
3424         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3425                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3426                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3427                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3428                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3429                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3430                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3431
3432         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3433                 ret = -EFAULT;
3434                 goto err;
3435         }
3436
3437         file = io_uring_get_file(ctx);
3438         if (IS_ERR(file)) {
3439                 ret = PTR_ERR(file);
3440                 goto err;
3441         }
3442
3443         /*
3444          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3445          * having closed it before we finish setup
3446          */
3447         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3448         if (ret < 0) {
3449                 /* fput will clean it up */
3450                 fput(file);
3451                 return ret;
3452         }
3453
3454         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3455         return ret;
3456 err:
3457         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3458         return ret;
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3463  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3464  * params structure passed in.
3465  */
3466 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3467 {
3468         struct io_uring_params p;
3469         int i;
3470
3471         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3472                 return -EFAULT;
3473         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3474                 if (p.resv[i])
3475                         return -EINVAL;
3476         }
3477
3478         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3479                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3480                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3481                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3482                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3483                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3484                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER))
3485                 return -EINVAL;
3486
3487         return io_uring_create(entries, &p, params);
3488 }
3489
3490 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3491                 struct io_uring_params __user *, params)
3492 {
3493         return io_uring_setup(entries, params);
3494 }
3495
3496 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3497                            unsigned nr_args)
3498 {
3499         struct io_uring_probe *p;
3500         size_t size;
3501         int i, ret;
3502
3503         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3504         if (size == SIZE_MAX)
3505                 return -EOVERFLOW;
3506         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3507         if (!p)
3508                 return -ENOMEM;
3509
3510         ret = -EFAULT;
3511         if (copy_from_user(p, arg, size))
3512                 goto out;
3513         ret = -EINVAL;
3514         if (memchr_inv(p, 0, size))
3515                 goto out;
3516
3517         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3518         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3519                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3520
3521         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3522                 p->ops[i].op = i;
3523                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3524                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3525         }
3526         p->ops_len = i;
3527
3528         ret = 0;
3529         if (copy_to_user(arg, p, size))
3530                 ret = -EFAULT;
3531 out:
3532         kfree(p);
3533         return ret;
3534 }
3535
3536 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3537 {
3538         const struct cred *creds;
3539         u32 id;
3540         int ret;
3541
3542         creds = get_current_cred();
3543
3544         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3545                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3546         if (ret < 0) {
3547                 put_cred(creds);
3548                 return ret;
3549         }
3550         return id;
3551 }
3552
3553 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3554                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3555 {
3556         struct io_uring_restriction *res;
3557         size_t size;
3558         int i, ret;
3559
3560         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3561         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3562                 return -EBADFD;
3563
3564         /* We allow only a single restrictions registration */
3565         if (ctx->restrictions.registered)
3566                 return -EBUSY;
3567
3568         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3569                 return -EINVAL;
3570
3571         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3572         if (size == SIZE_MAX)
3573                 return -EOVERFLOW;
3574
3575         res = memdup_user(arg, size);
3576         if (IS_ERR(res))
3577                 return PTR_ERR(res);
3578
3579         ret = 0;
3580
3581         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3582                 switch (res[i].opcode) {
3583                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3584                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3585                                 ret = -EINVAL;
3586                                 goto out;
3587                         }
3588
3589                         __set_bit(res[i].register_op,
3590                                   ctx->restrictions.register_op);
3591                         break;
3592                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3593                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3594                                 ret = -EINVAL;
3595                                 goto out;
3596                         }
3597
3598                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3599                         break;
3600                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3601                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3602                         break;
3603                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3604                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3605                         break;
3606                 default:
3607                         ret = -EINVAL;
3608                         goto out;
3609                 }
3610         }
3611
3612 out:
3613         /* Reset all restrictions if an error happened */
3614         if (ret != 0)
3615                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3616         else
3617                 ctx->restrictions.registered = true;
3618
3619         kfree(res);
3620         return ret;
3621 }
3622
3623 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3624 {
3625         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3626                 return -EBADFD;
3627
3628         if (ctx->restrictions.registered)
3629                 ctx->restricted = 1;
3630
3631         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3632         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3633                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3634         return 0;
3635 }
3636
3637 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3638                                        void __user *arg, unsigned len)
3639 {
3640         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3641         cpumask_var_t new_mask;
3642         int ret;
3643
3644         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3645                 return -EINVAL;
3646
3647         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3648                 return -ENOMEM;
3649
3650         cpumask_clear(new_mask);
3651         if (len > cpumask_size())
3652                 len = cpumask_size();
3653
3654         if (in_compat_syscall()) {
3655                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3656                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3657                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3658         } else {
3659                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3660         }
3661
3662         if (ret) {
3663                 free_cpumask_var(new_mask);
3664                 return -EFAULT;
3665         }
3666
3667         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3668         free_cpumask_var(new_mask);
3669         return ret;
3670 }
3671
3672 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3673 {
3674         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3675
3676         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3677                 return -EINVAL;
3678
3679         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3680 }
3681
3682 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3683                                                void __user *arg)
3684         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3685 {
3686         struct io_tctx_node *node;
3687         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3688         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3689         __u32 new_count[2];
3690         int i, ret;
3691
3692         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3693                 return -EFAULT;
3694         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3695                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3696                         return -EINVAL;
3697
3698         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3699                 sqd = ctx->sq_data;
3700                 if (sqd) {
3701                         /*
3702                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3703                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3704                          * a ref to the ctx.
3705                          */
3706                         refcount_inc(&sqd->refs);
3707                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3708                         mutex_lock(&sqd->lock);
3709                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3710                         if (sqd->thread)
3711                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3712                 }
3713         } else {
3714                 tctx = current->io_uring;
3715         }
3716
3717         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3718
3719         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3720                 if (new_count[i])
3721                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3722         ctx->iowq_limits_set = true;
3723
3724         if (tctx && tctx->io_wq) {
3725                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3726                 if (ret)
3727                         goto err;
3728         } else {
3729                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3730         }
3731
3732         if (sqd) {
3733                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3734                 io_put_sq_data(sqd);
3735         }
3736
3737         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3738                 return -EFAULT;
3739
3740         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3741         if (sqd)
3742                 return 0;
3743
3744         /* now propagate the restriction to all registered users */
3745         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3746                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3747
3748                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3749                         continue;
3750
3751                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3752                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3753                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3754                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3755         }
3756         return 0;
3757 err:
3758         if (sqd) {
3759                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3760                 io_put_sq_data(sqd);
3761         }
3762         return ret;
3763 }
3764
3765 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3766                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3767         __releases(ctx->uring_lock)
3768         __acquires(ctx->uring_lock)
3769 {
3770         int ret;
3771
3772         /*
3773          * We're inside the ring mutex, if the ref is already dying, then
3774          * someone else killed the ctx or is already going through
3775          * io_uring_register().
3776          */
3777         if (percpu_ref_is_dying(&ctx->refs))
3778                 return -ENXIO;
3779
3780         if (ctx->restricted) {
3781                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3782                         return -EINVAL;
3783                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3784                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3785                         return -EACCES;
3786         }
3787
3788         switch (opcode) {
3789         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3790                 ret = -EFAULT;
3791                 if (!arg)
3792                         break;
3793                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3794                 break;
3795         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3796                 ret = -EINVAL;
3797                 if (arg || nr_args)
3798                         break;
3799                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3800                 break;
3801         case IORING_REGISTER_FILES:
3802                 ret = -EFAULT;
3803                 if (!arg)
3804                         break;
3805                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3806                 break;
3807         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3808                 ret = -EINVAL;
3809                 if (arg || nr_args)
3810                         break;
3811                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3812                 break;
3813         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3814                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3815                 break;
3816         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3817                 ret = -EINVAL;
3818                 if (nr_args != 1)
3819                         break;
3820                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3821                 break;
3822         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3823                 ret = -EINVAL;
3824                 if (nr_args != 1)
3825                         break;
3826                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3827                 break;
3828         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3829                 ret = -EINVAL;
3830                 if (arg || nr_args)
3831                         break;
3832                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3833                 break;
3834         case IORING_REGISTER_PROBE:
3835                 ret = -EINVAL;
3836                 if (!arg || nr_args > 256)
3837                         break;
3838                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3839                 break;
3840         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3841                 ret = -EINVAL;
3842                 if (arg || nr_args)
3843                         break;
3844                 ret = io_register_personality(ctx);
3845                 break;
3846         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3847                 ret = -EINVAL;
3848                 if (arg)
3849                         break;
3850                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3851                 break;
3852         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3853                 ret = -EINVAL;
3854                 if (arg || nr_args)
3855                         break;
3856                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3857                 break;
3858         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3859                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3860                 break;
3861         case IORING_REGISTER_FILES2:
3862                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3863                 break;
3864         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3865                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3866                                               IORING_RSRC_FILE);
3867                 break;
3868         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3869                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3870                 break;
3871         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3872                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3873                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3874                 break;
3875         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3876                 ret = -EINVAL;
3877                 if (!arg || !nr_args)
3878                         break;
3879                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3880                 break;
3881         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3882                 ret = -EINVAL;
3883                 if (arg || nr_args)
3884                         break;
3885                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3886                 break;
3887         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3888                 ret = -EINVAL;
3889                 if (!arg || nr_args != 2)
3890                         break;
3891                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
3892                 break;
3893         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
3894                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
3895                 break;
3896         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
3897                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
3898                 break;
3899         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
3900                 ret = -EINVAL;
3901                 if (!arg || nr_args != 1)
3902                         break;
3903                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
3904                 break;
3905         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
3906                 ret = -EINVAL;
3907                 if (!arg || nr_args != 1)
3908                         break;
3909                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
3910                 break;
3911         default:
3912                 ret = -EINVAL;
3913                 break;
3914         }
3915
3916         return ret;
3917 }
3918
3919 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
3920                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
3921 {
3922         struct io_ring_ctx *ctx;
3923         long ret = -EBADF;
3924         struct fd f;
3925
3926         f = fdget(fd);
3927         if (!f.file)
3928                 return -EBADF;
3929
3930         ret = -EOPNOTSUPP;
3931         if (!io_is_uring_fops(f.file))
3932                 goto out_fput;
3933
3934         ctx = f.file->private_data;
3935
3936         io_run_task_work();
3937
3938         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3939         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
3940         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3941         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
3942 out_fput:
3943         fdput(f);
3944         return ret;
3945 }
3946
3947 static int __init io_uring_init(void)
3948 {
3949 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
3950         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
3951         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
3952 } while (0)
3953
3954 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
3955         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
3956         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
3957         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
3958         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
3959         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
3960         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
3961         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
3962         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
3963         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
3964         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
3965         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
3966         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
3967         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
3968         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
3969         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
3970         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
3971         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
3972         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
3973         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
3974         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
3975         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
3976         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
3977         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
3978         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
3979         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
3980         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
3981         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
3982         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
3983         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
3984         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
3985         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
3986         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
3987         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
3988
3989         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
3990                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
3991         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
3992                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
3993
3994         /* ->buf_index is u16 */
3995         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
3996         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
3997                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
3998
3999         /* should fit into one byte */
4000         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4001         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4002         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4003
4004         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4005
4006         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4007
4008         io_uring_optable_init();
4009
4010         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4011                                 SLAB_ACCOUNT);
4012         return 0;
4013 };
4014 __initcall(io_uring_init);