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