a360a3d390c6bac48b21150387f2ec785c9c2b6a
[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 #include "alloc_cache.h"
96
97 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
98 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
99
100 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
101                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
102
103 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
104                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
105
106 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
107                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
108
109 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
110                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
111                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
112
113 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
114                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
115
116 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
117
118 #define IO_COMPL_BATCH                  32
119 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
120
121 enum {
122         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
123         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
124 };
125
126 struct io_defer_entry {
127         struct list_head        list;
128         struct io_kiocb         *req;
129         u32                     seq;
130 };
131
132 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
133 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
134 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
135
136 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
137                                          struct task_struct *task,
138                                          bool cancel_all);
139
140 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
141 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
142 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
143
144 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
145
146 static struct kmem_cache *req_cachep;
147
148 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
149 {
150 #if defined(CONFIG_UNIX)
151         if (io_is_uring_fops(file)) {
152                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
153
154                 return ctx->ring_sock->sk;
155         }
156 #endif
157         return NULL;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
160
161 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
162 {
163         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
164                 __io_submit_flush_completions(ctx);
165 }
166
167 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
168 {
169         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
170 }
171
172 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
173 {
174         struct io_kiocb *req;
175
176         io_for_each_link(req, head) {
177                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
178                         return true;
179         }
180         return false;
181 }
182
183 /*
184  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
185  * User must not hold timeout_lock.
186  */
187 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
188                         bool cancel_all)
189 {
190         bool matched;
191
192         if (task && head->task != task)
193                 return false;
194         if (cancel_all)
195                 return true;
196
197         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
198                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
199
200                 /* protect against races with linked timeouts */
201                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
202                 matched = io_match_linked(head);
203                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
204         } else {
205                 matched = io_match_linked(head);
206         }
207         return matched;
208 }
209
210 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
211 {
212         req_set_fail(req);
213         io_req_set_res(req, res, 0);
214 }
215
216 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
217 {
218         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
219 }
220
221 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
222 {
223         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
224
225         complete(&ctx->ref_comp);
226 }
227
228 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
229 {
230         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
231                                                 fallback_work.work);
232         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
233         struct io_kiocb *req, *tmp;
234         bool locked = false;
235
236         percpu_ref_get(&ctx->refs);
237         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
238                 req->io_task_work.func(req, &locked);
239
240         if (locked) {
241                 io_submit_flush_completions(ctx);
242                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
243         }
244         percpu_ref_put(&ctx->refs);
245 }
246
247 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
248 {
249         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
250         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
251
252         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
253         if (!table->hbs)
254                 return -ENOMEM;
255
256         table->hash_bits = bits;
257         init_hash_table(table, hash_buckets);
258         return 0;
259 }
260
261 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
262 {
263         struct io_ring_ctx *ctx;
264         int hash_bits;
265
266         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
267         if (!ctx)
268                 return NULL;
269
270         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
271
272         /*
273          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
274          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
275          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
276          */
277         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
278         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
279         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
280                 goto err;
281         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
282                 goto err;
283
284         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
285         if (!ctx->dummy_ubuf)
286                 goto err;
287         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
288         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
289
290         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
291                             PERCPU_REF_ALLOW_REINIT, GFP_KERNEL))
292                 goto err;
293
294         ctx->flags = p->flags;
295         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
296         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
297         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
298         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
299         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
300         init_completion(&ctx->ref_comp);
301         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
302         mutex_init(&ctx->uring_lock);
303         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
304         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
305         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
306         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
307         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
308         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
312         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
313         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
314         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
315         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
317         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
318         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
319         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
320         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
321         return ctx;
322 err:
323         kfree(ctx->dummy_ubuf);
324         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
325         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
326         kfree(ctx->io_bl);
327         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
328         kfree(ctx);
329         return NULL;
330 }
331
332 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
333 {
334         struct io_rings *r = ctx->rings;
335
336         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
337         ctx->cq_extra--;
338 }
339
340 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
341 {
342         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
343                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
344
345                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
346         }
347
348         return false;
349 }
350
351 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
352 {
353         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
354                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
355                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
356         }
357 }
358
359 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
360 {
361         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
362                 return NULL;
363
364         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
365         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
366
367         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
368         io_req_set_refcount(req);
369         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
370         return req->link;
371 }
372
373 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
374 {
375         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
376                 return NULL;
377         return __io_prep_linked_timeout(req);
378 }
379
380 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
381 {
382         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
383 }
384
385 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
386 {
387         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
388                 __io_arm_ltimeout(req);
389 }
390
391 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
392 {
393         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
394         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
395
396         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
397                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
398                 req->creds = get_current_cred();
399         }
400
401         req->work.list.next = NULL;
402         req->work.flags = 0;
403         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
404         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
405                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
406
407         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
408                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
409                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
410         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
411                 if (def->unbound_nonreg_file)
412                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
413         }
414 }
415
416 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
417 {
418         struct io_kiocb *cur;
419
420         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
421                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
422
423                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
424                 io_for_each_link(cur, req)
425                         io_prep_async_work(cur);
426                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
427         } else {
428                 io_for_each_link(cur, req)
429                         io_prep_async_work(cur);
430         }
431 }
432
433 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
434 {
435         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
436         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
437
438         BUG_ON(!tctx);
439         BUG_ON(!tctx->io_wq);
440
441         /* init ->work of the whole link before punting */
442         io_prep_async_link(req);
443
444         /*
445          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
446          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
447          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
448          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
449          * worker for it).
450          */
451         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
452                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
453
454         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
455         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
456         if (link)
457                 io_queue_linked_timeout(link);
458 }
459
460 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
461 {
462         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
463                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
464                                                 struct io_defer_entry, list);
465
466                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
467                         break;
468                 list_del_init(&de->list);
469                 io_req_task_queue(de->req);
470                 kfree(de);
471         }
472 }
473
474 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
475 {
476         struct io_ev_fd *ev_fd;
477         bool skip;
478
479         spin_lock(&ctx->completion_lock);
480         /*
481          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
482          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count only
483          * changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's no
484          * depedency on 1:1 relationship between how many times this function is
485          * called (and hence the eventfd count) and number of CQEs posted to the
486          * CQ ring.
487          */
488         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
489         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
490         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
491         if (skip)
492                 return;
493
494         rcu_read_lock();
495         /*
496          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
497          * and eventfd_signal
498          */
499         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
500
501         /*
502          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
503          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
504          * the function and rcu_read_lock.
505          */
506         if (unlikely(!ev_fd))
507                 goto out;
508         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
509                 goto out;
510
511         if (!ev_fd->eventfd_async || io_wq_current_is_worker())
512                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
513 out:
514         rcu_read_unlock();
515 }
516
517 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
518 {
519         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
520                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
521                 if (ctx->off_timeout_used)
522                         io_flush_timeouts(ctx);
523                 if (ctx->drain_active)
524                         io_queue_deferred(ctx);
525                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
526         }
527         if (ctx->has_evfd)
528                 io_eventfd_signal(ctx);
529 }
530
531 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
532 {
533         io_commit_cqring_flush(ctx);
534         io_cqring_wake(ctx);
535 }
536
537 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
538         __releases(ctx->completion_lock)
539 {
540         io_commit_cqring(ctx);
541         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
542         io_cqring_ev_posted(ctx);
543 }
544
545 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
546 {
547         __io_cq_unlock_post(ctx);
548 }
549
550 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
551 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
552 {
553         bool all_flushed;
554         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
555
556         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
557                 return false;
558
559         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
560                 cqe_size <<= 1;
561
562         io_cq_lock(ctx);
563         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
564                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe(ctx);
565                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
566
567                 if (!cqe && !force)
568                         break;
569                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
570                                         struct io_overflow_cqe, list);
571                 if (cqe)
572                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
573                 else
574                         io_account_cq_overflow(ctx);
575
576                 list_del(&ocqe->list);
577                 kfree(ocqe);
578         }
579
580         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
581         if (all_flushed) {
582                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
583                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
584         }
585
586         io_cq_unlock_post(ctx);
587         return all_flushed;
588 }
589
590 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
591 {
592         bool ret = true;
593
594         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
595                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
596                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
597                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
598                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
599                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
600                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
601         }
602
603         return ret;
604 }
605
606 static void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
607 {
608         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
609
610         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
611         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
612                 wake_up(&tctx->wait);
613         put_task_struct_many(task, nr);
614 }
615
616 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
617 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
618 {
619         if (likely(task == current))
620                 task->io_uring->cached_refs += nr;
621         else
622                 __io_put_task(task, nr);
623 }
624
625 static void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
626 {
627         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
628
629         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
630         refcount_add(refill, &current->usage);
631         tctx->cached_refs += refill;
632 }
633
634 static inline void io_get_task_refs(int nr)
635 {
636         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
637
638         tctx->cached_refs -= nr;
639         if (unlikely(tctx->cached_refs < 0))
640                 io_task_refs_refill(tctx);
641 }
642
643 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
644 {
645         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
646         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
647
648         if (refs) {
649                 tctx->cached_refs = 0;
650                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
651                 put_task_struct_many(task, refs);
652         }
653 }
654
655 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
656                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
657 {
658         struct io_overflow_cqe *ocqe;
659         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
660         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
661
662         if (is_cqe32)
663                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
664
665         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
666         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
667         if (!ocqe) {
668                 /*
669                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
670                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
671                  * on the floor.
672                  */
673                 io_account_cq_overflow(ctx);
674                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
675                 return false;
676         }
677         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
678                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
679                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
680
681         }
682         ocqe->cqe.user_data = user_data;
683         ocqe->cqe.res = res;
684         ocqe->cqe.flags = cflags;
685         if (is_cqe32) {
686                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
687                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
688         }
689         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
690         return true;
691 }
692
693 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
694 {
695         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
696                 req->extra1 = 0;
697                 req->extra2 = 0;
698         }
699         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
700                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
701                                         req->extra1, req->extra2);
702 }
703
704 /*
705  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
706  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
707  * fill the cq entry
708  */
709 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
710 {
711         struct io_rings *rings = ctx->rings;
712         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
713         unsigned int free, queued, len;
714
715
716         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
717         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
718         free = ctx->cq_entries - queued;
719         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
720         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
721         if (!len)
722                 return NULL;
723
724         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
725                 off <<= 1;
726                 len <<= 1;
727         }
728
729         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
730         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
731
732         ctx->cached_cq_tail++;
733         ctx->cqe_cached++;
734         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
735                 ctx->cqe_cached++;
736         return &rings->cqes[off];
737 }
738
739 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx,
740                             u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
741                             bool allow_overflow)
742 {
743         struct io_uring_cqe *cqe;
744
745         ctx->cq_extra++;
746
747         /*
748          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
749          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
750          * the ring.
751          */
752         cqe = io_get_cqe(ctx);
753         if (likely(cqe)) {
754                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
755
756                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
757                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
758                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
759
760                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
761                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
762                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
763                 }
764                 return true;
765         }
766
767         if (allow_overflow)
768                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
769
770         return false;
771 }
772
773 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
774                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
775                      bool allow_overflow)
776 {
777         bool filled;
778
779         io_cq_lock(ctx);
780         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
781         io_cq_unlock_post(ctx);
782         return filled;
783 }
784
785 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
786 {
787         /*
788          * If we're the last reference to this request, add to our locked
789          * free_list cache.
790          */
791         if (req_ref_put_and_test(req)) {
792                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
793
794                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
795                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
796                                 io_disarm_next(req);
797                         if (req->link) {
798                                 io_req_task_queue(req->link);
799                                 req->link = NULL;
800                         }
801                 }
802                 io_req_put_rsrc(req);
803                 /*
804                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
805                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
806                  * deadlocks.
807                  */
808                 io_put_kbuf_comp(req);
809                 io_dismantle_req(req);
810                 io_put_task(req->task, 1);
811                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
812                 ctx->locked_free_nr++;
813         }
814 }
815
816 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
817 {
818         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
819                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
820         __io_req_complete_put(req);
821 }
822
823 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
824 {
825         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
826
827         io_cq_lock(ctx);
828         __io_req_complete_post(req);
829         io_cq_unlock_post(ctx);
830 }
831
832 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
833 {
834         io_req_complete_post(req);
835 }
836
837 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
838 {
839         req_set_fail(req);
840         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
841         io_req_complete_post(req);
842 }
843
844 /*
845  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
846  * advance and keep them valid across allocations.
847  */
848 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
849 {
850         req->ctx = ctx;
851         req->link = NULL;
852         req->async_data = NULL;
853         /* not necessary, but safer to zero */
854         req->cqe.res = 0;
855 }
856
857 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
858                                         struct io_submit_state *state)
859 {
860         spin_lock(&ctx->completion_lock);
861         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
862         ctx->locked_free_nr = 0;
863         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
864 }
865
866 static inline bool io_req_cache_empty(struct io_ring_ctx *ctx)
867 {
868         return !ctx->submit_state.free_list.next;
869 }
870
871 /*
872  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
873  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
874  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
875  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
876  */
877 static __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
878         __must_hold(&ctx->uring_lock)
879 {
880         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
881         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
882         int ret, i;
883
884         /*
885          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
886          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
887          * side cache.
888          */
889         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
890                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
891                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
892                         return true;
893         }
894
895         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
896
897         /*
898          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
899          * retry single alloc to be on the safe side.
900          */
901         if (unlikely(ret <= 0)) {
902                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
903                 if (!reqs[0])
904                         return false;
905                 ret = 1;
906         }
907
908         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
909         for (i = 0; i < ret; i++) {
910                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
911
912                 io_preinit_req(req, ctx);
913                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
914         }
915         return true;
916 }
917
918 static inline bool io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
919 {
920         if (unlikely(io_req_cache_empty(ctx)))
921                 return __io_alloc_req_refill(ctx);
922         return true;
923 }
924
925 static inline struct io_kiocb *io_alloc_req(struct io_ring_ctx *ctx)
926 {
927         struct io_wq_work_node *node;
928
929         node = wq_stack_extract(&ctx->submit_state.free_list);
930         return container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
931 }
932
933 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
934 {
935         unsigned int flags = req->flags;
936
937         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
938                 io_clean_op(req);
939         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
940                 io_put_file(req->file);
941 }
942
943 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
944 {
945         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
946
947         io_req_put_rsrc(req);
948         io_dismantle_req(req);
949         io_put_task(req->task, 1);
950
951         spin_lock(&ctx->completion_lock);
952         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
953         ctx->locked_free_nr++;
954         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
955 }
956
957 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
958 {
959         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
960
961         io_cq_lock(ctx);
962         io_disarm_next(req);
963         io_cq_unlock_post(ctx);
964 }
965
966 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
967 {
968         struct io_kiocb *nxt;
969
970         /*
971          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
972          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
973          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
974          * of the chain.
975          */
976         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
977                 __io_req_find_next_prep(req);
978         nxt = req->link;
979         req->link = NULL;
980         return nxt;
981 }
982
983 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
984 {
985         if (!ctx)
986                 return;
987         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
988                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
989         if (*locked) {
990                 io_submit_flush_completions(ctx);
991                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
992                 *locked = false;
993         }
994         percpu_ref_put(&ctx->refs);
995 }
996
997 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
998                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
999                                    struct llist_node *last)
1000 {
1001         unsigned int count = 0;
1002
1003         while (node != last) {
1004                 struct llist_node *next = node->next;
1005                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1006                                                     io_task_work.node);
1007
1008                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1009
1010                 if (req->ctx != *ctx) {
1011                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1012                         *ctx = req->ctx;
1013                         /* if not contended, grab and improve batching */
1014                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1015                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1016                 }
1017                 req->io_task_work.func(req, locked);
1018                 node = next;
1019                 count++;
1020         }
1021
1022         return count;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1027  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1028  * @new:        new entry as the head of the list
1029  *
1030  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1031  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1032  */
1033 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1034                                                struct llist_node *new)
1035 {
1036         return xchg(&head->first, new);
1037 }
1038
1039 /**
1040  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1041  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1042  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1043  * @new:        new entry as the head of the list
1044  *
1045  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1046  */
1047
1048 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1049                                                   struct llist_node *old,
1050                                                   struct llist_node *new)
1051 {
1052         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1053 }
1054
1055 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1056 {
1057         bool uring_locked = false;
1058         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1059         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1060                                                   task_work);
1061         struct llist_node fake = {};
1062         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1063         unsigned int loops = 1;
1064         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1065
1066         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1067         while (node != &fake) {
1068                 loops++;
1069                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1070                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1071                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1072         }
1073
1074         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1075
1076         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1077         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1078                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1079
1080         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1081 }
1082
1083 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1084 {
1085         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1086         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1087         struct llist_node *node;
1088         bool running;
1089
1090         running = !llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list);
1091
1092         /* task_work already pending, we're done */
1093         if (running)
1094                 return;
1095
1096         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1097                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1098
1099         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1100                 return;
1101
1102         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1103
1104         while (node) {
1105                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1106                 node = node->next;
1107                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1108                               &req->ctx->fallback_llist))
1109                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1110         }
1111 }
1112
1113 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1114 {
1115         io_req_complete_post(req);
1116 }
1117
1118 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1119 {
1120         io_req_set_res(req, res, cflags);
1121         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1122         io_req_task_work_add(req);
1123 }
1124
1125 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1126 {
1127         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1128         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1129         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1130 }
1131
1132 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1133 {
1134         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1135         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1136         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1137                 io_queue_sqe(req);
1138         else
1139                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1140 }
1141
1142 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1143 {
1144         io_req_set_res(req, ret, 0);
1145         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1146         io_req_task_work_add(req);
1147 }
1148
1149 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1150 {
1151         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1152         io_req_task_work_add(req);
1153 }
1154
1155 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1156 {
1157         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1158
1159         if (nxt)
1160                 io_req_task_queue(nxt);
1161 }
1162
1163 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1164         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1165 {
1166         struct task_struct *task = NULL;
1167         int task_refs = 0;
1168
1169         do {
1170                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1171                                                     comp_list);
1172
1173                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1174                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1175                                 node = req->comp_list.next;
1176                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1177                                         continue;
1178                         }
1179                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1180                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1181
1182                                 if (apoll->double_poll)
1183                                         kfree(apoll->double_poll);
1184                                 io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache);
1185                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1186                         }
1187                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1188                                 io_queue_next(req);
1189                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1190                                 io_clean_op(req);
1191                 }
1192                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1193                         io_put_file(req->file);
1194
1195                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1196
1197                 if (req->task != task) {
1198                         if (task)
1199                                 io_put_task(task, task_refs);
1200                         task = req->task;
1201                         task_refs = 0;
1202                 }
1203                 task_refs++;
1204                 node = req->comp_list.next;
1205                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1206         } while (node);
1207
1208         if (task)
1209                 io_put_task(task, task_refs);
1210 }
1211
1212 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1213         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1214 {
1215         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1216         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1217
1218         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1219         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1220                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1221                                             comp_list);
1222
1223                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1224                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1225         }
1226         __io_cq_unlock_post(ctx);
1227
1228         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1229         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1234  * was the last reference to this request.
1235  */
1236 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1237 {
1238         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1239
1240         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1241                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1242                         nxt = io_req_find_next(req);
1243                 io_free_req(req);
1244         }
1245         return nxt;
1246 }
1247
1248 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1249 {
1250         /* See comment at the top of this file */
1251         smp_rmb();
1252         return __io_cqring_events(ctx);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1257  * find and complete them.
1258  */
1259 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1260 {
1261         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1262                 return;
1263
1264         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1265         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1266                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1267                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1268                         break;
1269                 /*
1270                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1271                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1272                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1273                  */
1274                 if (need_resched()) {
1275                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1276                         cond_resched();
1277                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1278                 }
1279         }
1280         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1281 }
1282
1283 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1284 {
1285         unsigned int nr_events = 0;
1286         int ret = 0;
1287         unsigned long check_cq;
1288
1289         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1290         if (unlikely(check_cq)) {
1291                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1292                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1293                 /*
1294                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1295                  * dropped CQE.
1296                  */
1297                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1298                         return -EBADR;
1299         }
1300         /*
1301          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1302          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1303          * already triggered a CQE (eg in error).
1304          */
1305         if (io_cqring_events(ctx))
1306                 return 0;
1307
1308         do {
1309                 /*
1310                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1311                  * application entering polling for a command before it gets
1312                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1313                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1314                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1315                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1316                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1317                  * very same mutex.
1318                  */
1319                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1320                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1321
1322                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1323                         io_run_task_work();
1324                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1325
1326                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1327                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1328                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1329                                 break;
1330                 }
1331                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1332                 if (ret < 0)
1333                         break;
1334                 nr_events += ret;
1335                 ret = 0;
1336         } while (nr_events < min && !need_resched());
1337
1338         return ret;
1339 }
1340
1341 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1342 {
1343         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1344                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1345
1346                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1347         }
1348
1349         if (*locked)
1350                 io_req_complete_defer(req);
1351         else
1352                 io_req_complete_post(req);
1353 }
1354
1355 /*
1356  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1357  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1358  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1359  * accessing the kiocb cookie.
1360  */
1361 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1362 {
1363         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1364         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1365
1366         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1367         if (unlikely(needs_lock))
1368                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1369
1370         /*
1371          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1372          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1373          * different devices.
1374          */
1375         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1376                 ctx->poll_multi_queue = false;
1377         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1378                 struct io_kiocb *list_req;
1379
1380                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1381                                         comp_list);
1382                 if (list_req->file != req->file)
1383                         ctx->poll_multi_queue = true;
1384         }
1385
1386         /*
1387          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1388          * it to the front so we find it first.
1389          */
1390         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1391                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1392         else
1393                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1394
1395         if (unlikely(needs_lock)) {
1396                 /*
1397                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1398                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1399                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1400                  * whether should wake up sq thread.
1401                  */
1402                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1403                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1404                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1405
1406                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1407         }
1408 }
1409
1410 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1411 {
1412         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
1413 }
1414
1415 /*
1416  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1417  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1418  * inline.
1419  */
1420 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1421 {
1422         if (S_ISBLK(mode)) {
1423                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1424                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1425                         return true;
1426                 return false;
1427         }
1428         if (S_ISSOCK(mode))
1429                 return true;
1430         if (S_ISREG(mode)) {
1431                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1432                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1433                     !io_is_uring_fops(file))
1434                         return true;
1435                 return false;
1436         }
1437
1438         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1439         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1440                 return true;
1441         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1442 }
1443
1444 /*
1445  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1446  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1447  * inline.
1448  */
1449 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1450 {
1451         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1452         unsigned int res = 0;
1453
1454         if (S_ISREG(mode))
1455                 res |= FFS_ISREG;
1456         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1457                 res |= FFS_NOWAIT;
1458         if (io_file_need_scm(file))
1459                 res |= FFS_SCM;
1460         return res;
1461 }
1462
1463 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1464 {
1465         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1466         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1467         if (req->async_data) {
1468                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1469                 return false;
1470         }
1471         return true;
1472 }
1473
1474 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1475 {
1476         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1477
1478         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1479         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1480                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1481         if (!def->prep_async)
1482                 return 0;
1483         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1484                 return -EFAULT;
1485         if (io_alloc_async_data(req))
1486                 return -EAGAIN;
1487
1488         return def->prep_async(req);
1489 }
1490
1491 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1492 {
1493         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1494         struct io_kiocb *cur;
1495
1496         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1497         io_for_each_link(cur, req)
1498                 seq--;
1499         return seq;
1500 }
1501
1502 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1503 {
1504         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1505         struct io_defer_entry *de;
1506         int ret;
1507         u32 seq = io_get_sequence(req);
1508
1509         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1510         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1511         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1512                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1513 queue:
1514                 ctx->drain_active = false;
1515                 io_req_task_queue(req);
1516                 return;
1517         }
1518         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1519
1520         ret = io_req_prep_async(req);
1521         if (ret) {
1522 fail:
1523                 io_req_complete_failed(req, ret);
1524                 return;
1525         }
1526         io_prep_async_link(req);
1527         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1528         if (!de) {
1529                 ret = -ENOMEM;
1530                 goto fail;
1531         }
1532
1533         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1534         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1535                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1536                 kfree(de);
1537                 goto queue;
1538         }
1539
1540         trace_io_uring_defer(req);
1541         de->req = req;
1542         de->seq = seq;
1543         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1544         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1545 }
1546
1547 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1548 {
1549         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1550                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1551                 io_put_kbuf_comp(req);
1552                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1553         }
1554
1555         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1556                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1557
1558                 if (def->cleanup)
1559                         def->cleanup(req);
1560         }
1561         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1562                 kfree(req->apoll->double_poll);
1563                 kfree(req->apoll);
1564                 req->apoll = NULL;
1565         }
1566         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1567                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1568
1569                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1570         }
1571         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1572                 put_cred(req->creds);
1573         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1574                 kfree(req->async_data);
1575                 req->async_data = NULL;
1576         }
1577         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1578 }
1579
1580 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1581 {
1582         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1583                 return true;
1584
1585         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1586                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1587         else
1588                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1589
1590         return !!req->file;
1591 }
1592
1593 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1594 {
1595         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1596         const struct cred *creds = NULL;
1597         int ret;
1598
1599         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1600                 return -EBADF;
1601
1602         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1603                 creds = override_creds(req->creds);
1604
1605         if (!def->audit_skip)
1606                 audit_uring_entry(req->opcode);
1607
1608         ret = def->issue(req, issue_flags);
1609
1610         if (!def->audit_skip)
1611                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1612
1613         if (creds)
1614                 revert_creds(creds);
1615
1616         if (ret == IOU_OK) {
1617                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1618                         io_req_complete_defer(req);
1619                 else
1620                         io_req_complete_post(req);
1621         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1622                 return ret;
1623
1624         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1625         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1626                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1627
1628         return 0;
1629 }
1630
1631 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1632 {
1633         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1634         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1635                 return -EFAULT;
1636         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1637 }
1638
1639 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1640 {
1641         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1642
1643         req = io_put_req_find_next(req);
1644         return req ? &req->work : NULL;
1645 }
1646
1647 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1648 {
1649         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1650         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1651         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1652         bool needs_poll = false;
1653         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1654
1655         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1656         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1657                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1658         else
1659                 req_ref_get(req);
1660
1661         io_arm_ltimeout(req);
1662
1663         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1664         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1665 fail:
1666                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1667                 return;
1668         }
1669         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1670                 err = -EBADF;
1671                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1672                 goto fail;
1673         }
1674
1675         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1676                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1677
1678                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1679                         needs_poll = true;
1680                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1681                 }
1682         }
1683
1684         do {
1685                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1686                 if (ret != -EAGAIN)
1687                         break;
1688                 /*
1689                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1690                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1691                  * wait for request slots on the block side.
1692                  */
1693                 if (!needs_poll) {
1694                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1695                                 break;
1696                         cond_resched();
1697                         continue;
1698                 }
1699
1700                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1701                         return;
1702                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1703                 needs_poll = false;
1704                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1705         } while (1);
1706
1707         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1708         if (ret < 0)
1709                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1710 }
1711
1712 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1713                                       unsigned int issue_flags)
1714 {
1715         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1716         struct file *file = NULL;
1717         unsigned long file_ptr;
1718
1719         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1720
1721         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1722                 goto out;
1723         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1724         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1725         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1726         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1727         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1728         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1729         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1730         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1731 out:
1732         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1733         return file;
1734 }
1735
1736 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1737 {
1738         struct file *file = fget(fd);
1739
1740         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1741
1742         /* we don't allow fixed io_uring files */
1743         if (file && io_is_uring_fops(file))
1744                 io_req_track_inflight(req);
1745         return file;
1746 }
1747
1748 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1749         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1750 {
1751         struct io_kiocb *linked_timeout;
1752
1753         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1754                 io_req_complete_failed(req, ret);
1755                 return;
1756         }
1757
1758         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1759
1760         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1761         case IO_APOLL_READY:
1762                 io_req_task_queue(req);
1763                 break;
1764         case IO_APOLL_ABORTED:
1765                 /*
1766                  * Queued up for async execution, worker will release
1767                  * submit reference when the iocb is actually submitted.
1768                  */
1769                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1770                 io_queue_iowq(req, NULL);
1771                 break;
1772         case IO_APOLL_OK:
1773                 break;
1774         }
1775
1776         if (linked_timeout)
1777                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1778 }
1779
1780 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1781         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1782 {
1783         int ret;
1784
1785         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1786
1787         /*
1788          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1789          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1790          */
1791         if (likely(!ret))
1792                 io_arm_ltimeout(req);
1793         else
1794                 io_queue_async(req, ret);
1795 }
1796
1797 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1798         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1799 {
1800         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1801                 /*
1802                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1803                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1804                  */
1805                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1806                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1807                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1808         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1809                 io_drain_req(req);
1810         } else {
1811                 int ret = io_req_prep_async(req);
1812
1813                 if (unlikely(ret))
1814                         io_req_complete_failed(req, ret);
1815                 else
1816                         io_queue_iowq(req, NULL);
1817         }
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1822  *
1823  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1824  */
1825 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1826                                         struct io_kiocb *req,
1827                                         unsigned int sqe_flags)
1828 {
1829         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1830                 return false;
1831
1832         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1833             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1834                 return false;
1835
1836         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1837                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1838                 return false;
1839
1840         return true;
1841 }
1842
1843 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1844 {
1845         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1846         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1847
1848         ctx->drain_active = true;
1849         if (head) {
1850                 /*
1851                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1852                  * the head request and the next request/link after the current
1853                  * link. Considering sequential execution of links,
1854                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1855                  * link.
1856                  */
1857                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1858                 ctx->drain_next = true;
1859         }
1860 }
1861
1862 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1863                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1864         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1865 {
1866         const struct io_op_def *def;
1867         unsigned int sqe_flags;
1868         int personality;
1869         u8 opcode;
1870
1871         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1872         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1873         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1874         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1875         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1876         req->file = NULL;
1877         req->rsrc_node = NULL;
1878         req->task = current;
1879
1880         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
1881                 req->opcode = 0;
1882                 return -EINVAL;
1883         }
1884         def = &io_op_defs[opcode];
1885         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
1886                 /* enforce forwards compatibility on users */
1887                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
1888                         return -EINVAL;
1889                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
1890                         if (!def->buffer_select)
1891                                 return -EOPNOTSUPP;
1892                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
1893                 }
1894                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
1895                         ctx->drain_disabled = true;
1896                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
1897                         if (ctx->drain_disabled)
1898                                 return -EOPNOTSUPP;
1899                         io_init_req_drain(req);
1900                 }
1901         }
1902         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
1903                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
1904                         return -EACCES;
1905                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
1906                 if (ctx->drain_active)
1907                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
1908                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
1909                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
1910                         ctx->drain_next = false;
1911                         ctx->drain_active = true;
1912                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1913                 }
1914         }
1915
1916         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
1917                 return -EINVAL;
1918         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1919                 return -EINVAL;
1920
1921         if (def->needs_file) {
1922                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1923
1924                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
1925
1926                 /*
1927                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
1928                  * target is potentially a read/write to block based storage.
1929                  */
1930                 if (state->need_plug && def->plug) {
1931                         state->plug_started = true;
1932                         state->need_plug = false;
1933                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
1934                 }
1935         }
1936
1937         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
1938         if (personality) {
1939                 int ret;
1940
1941                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
1942                 if (!req->creds)
1943                         return -EINVAL;
1944                 get_cred(req->creds);
1945                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
1946                 if (ret) {
1947                         put_cred(req->creds);
1948                         return ret;
1949                 }
1950                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
1951         }
1952
1953         return def->prep(req, sqe);
1954 }
1955
1956 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
1957                                       struct io_kiocb *req, int ret)
1958 {
1959         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1960         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
1961         struct io_kiocb *head = link->head;
1962
1963         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
1964
1965         /*
1966          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
1967          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
1968          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
1969          * should find the flag and handle the rest.
1970          */
1971         req_fail_link_node(req, ret);
1972         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
1973                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
1974
1975         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
1976                 if (head) {
1977                         link->last->link = req;
1978                         link->head = NULL;
1979                         req = head;
1980                 }
1981                 io_queue_sqe_fallback(req);
1982                 return ret;
1983         }
1984
1985         if (head)
1986                 link->last->link = req;
1987         else
1988                 link->head = req;
1989         link->last = req;
1990         return 0;
1991 }
1992
1993 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1994                          const struct io_uring_sqe *sqe)
1995         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1996 {
1997         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
1998         int ret;
1999
2000         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2001         if (unlikely(ret))
2002                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2003
2004         /* don't need @sqe from now on */
2005         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2006
2007         /*
2008          * If we already have a head request, queue this one for async
2009          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2010          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2011          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2012          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2013          */
2014         if (unlikely(link->head)) {
2015                 ret = io_req_prep_async(req);
2016                 if (unlikely(ret))
2017                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2018
2019                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2020                 link->last->link = req;
2021                 link->last = req;
2022
2023                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2024                         return 0;
2025                 /* last request of the link, flush it */
2026                 req = link->head;
2027                 link->head = NULL;
2028                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2029                         goto fallback;
2030
2031         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2032                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2033                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2034                         link->head = req;
2035                         link->last = req;
2036                 } else {
2037 fallback:
2038                         io_queue_sqe_fallback(req);
2039                 }
2040                 return 0;
2041         }
2042
2043         io_queue_sqe(req);
2044         return 0;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2049  */
2050 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2051 {
2052         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2053
2054         if (unlikely(state->link.head))
2055                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2056         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2057         io_submit_flush_completions(ctx);
2058         if (state->plug_started)
2059                 blk_finish_plug(&state->plug);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Start submission side cache.
2064  */
2065 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2066                                   unsigned int max_ios)
2067 {
2068         state->plug_started = false;
2069         state->need_plug = max_ios > 2;
2070         state->submit_nr = max_ios;
2071         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2072         state->link.head = NULL;
2073 }
2074
2075 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2076 {
2077         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2078
2079         /*
2080          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2081          * since once we write the new head, the application could
2082          * write new data to them.
2083          */
2084         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2089  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2090  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2091  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2092  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2093  * prevent a re-load down the line.
2094  */
2095 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2096 {
2097         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2098         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2099
2100         /*
2101          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2102          *
2103          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2104          *    head updates.
2105          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2106          *    though the application is the one updating it.
2107          */
2108         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2109         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2110                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2111                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2112                         head <<= 1;
2113                 return &ctx->sq_sqes[head];
2114         }
2115
2116         /* drop invalid entries */
2117         ctx->cq_extra--;
2118         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2119                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2120         return NULL;
2121 }
2122
2123 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2124         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2125 {
2126         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2127         unsigned int left;
2128         int ret;
2129
2130         if (unlikely(!entries))
2131                 return 0;
2132         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2133         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2134         io_get_task_refs(left);
2135         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2136
2137         do {
2138                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2139                 struct io_kiocb *req;
2140
2141                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2142                         break;
2143                 req = io_alloc_req(ctx);
2144                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2145                 if (unlikely(!sqe)) {
2146                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2147                         break;
2148                 }
2149
2150                 /*
2151                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2152                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2153                  */
2154                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2155                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2156                         left--;
2157                         break;
2158                 }
2159         } while (--left);
2160
2161         if (unlikely(left)) {
2162                 ret -= left;
2163                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2164                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2165                         ret = -EAGAIN;
2166                 current->io_uring->cached_refs += left;
2167         }
2168
2169         io_submit_state_end(ctx);
2170          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2171         io_commit_sqring(ctx);
2172         return ret;
2173 }
2174
2175 struct io_wait_queue {
2176         struct wait_queue_entry wq;
2177         struct io_ring_ctx *ctx;
2178         unsigned cq_tail;
2179         unsigned nr_timeouts;
2180 };
2181
2182 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2183 {
2184         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2185         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2186
2187         /*
2188          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2189          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2190          * regardless of event count.
2191          */
2192         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2193 }
2194
2195 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2196                             int wake_flags, void *key)
2197 {
2198         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2199                                                         wq);
2200
2201         /*
2202          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2203          * the task, and the next invocation will do it.
2204          */
2205         if (io_should_wake(iowq) ||
2206             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &iowq->ctx->check_cq))
2207                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2208         return -1;
2209 }
2210
2211 int io_run_task_work_sig(void)
2212 {
2213         if (io_run_task_work())
2214                 return 1;
2215         if (task_sigpending(current))
2216                 return -EINTR;
2217         return 0;
2218 }
2219
2220 /* when returns >0, the caller should retry */
2221 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2222                                           struct io_wait_queue *iowq,
2223                                           ktime_t timeout)
2224 {
2225         int ret;
2226         unsigned long check_cq;
2227
2228         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2229         ret = io_run_task_work_sig();
2230         if (ret || io_should_wake(iowq))
2231                 return ret;
2232
2233         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2234         if (unlikely(check_cq)) {
2235                 /* let the caller flush overflows, retry */
2236                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2237                         return 1;
2238                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2239                         return -EBADR;
2240         }
2241         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2242                 return -ETIME;
2243         return 1;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2248  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2249  */
2250 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2251                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2252                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2253 {
2254         struct io_wait_queue iowq;
2255         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2256         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2257         int ret;
2258
2259         do {
2260                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2261                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2262                         return 0;
2263                 if (!io_run_task_work())
2264                         break;
2265         } while (1);
2266
2267         if (sig) {
2268 #ifdef CONFIG_COMPAT
2269                 if (in_compat_syscall())
2270                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2271                                                       sigsz);
2272                 else
2273 #endif
2274                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2275
2276                 if (ret)
2277                         return ret;
2278         }
2279
2280         if (uts) {
2281                 struct timespec64 ts;
2282
2283                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2284                         return -EFAULT;
2285                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2286         }
2287
2288         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2289         iowq.wq.private = current;
2290         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2291         iowq.ctx = ctx;
2292         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2293         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2294
2295         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2296         do {
2297                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2298                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2299                         ret = -EBUSY;
2300                         break;
2301                 }
2302                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2303                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2304                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2305                 cond_resched();
2306         } while (ret > 0);
2307
2308         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2309         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2310
2311         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2312 }
2313
2314 static void io_mem_free(void *ptr)
2315 {
2316         struct page *page;
2317
2318         if (!ptr)
2319                 return;
2320
2321         page = virt_to_head_page(ptr);
2322         if (put_page_testzero(page))
2323                 free_compound_page(page);
2324 }
2325
2326 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2327 {
2328         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2329
2330         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2331 }
2332
2333 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2334                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2335 {
2336         struct io_rings *rings;
2337         size_t off, sq_array_size;
2338
2339         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2340         if (off == SIZE_MAX)
2341                 return SIZE_MAX;
2342         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2343                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2344                         return SIZE_MAX;
2345         }
2346
2347 #ifdef CONFIG_SMP
2348         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2349         if (off == 0)
2350                 return SIZE_MAX;
2351 #endif
2352
2353         if (sq_offset)
2354                 *sq_offset = off;
2355
2356         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2357         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2358                 return SIZE_MAX;
2359
2360         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2361                 return SIZE_MAX;
2362
2363         return off;
2364 }
2365
2366 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2367                                unsigned int eventfd_async)
2368 {
2369         struct io_ev_fd *ev_fd;
2370         __s32 __user *fds = arg;
2371         int fd;
2372
2373         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2374                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2375         if (ev_fd)
2376                 return -EBUSY;
2377
2378         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2379                 return -EFAULT;
2380
2381         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2382         if (!ev_fd)
2383                 return -ENOMEM;
2384
2385         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2386         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2387                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2388                 kfree(ev_fd);
2389                 return ret;
2390         }
2391
2392         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2393         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2394         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2395
2396         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2397         ctx->has_evfd = true;
2398         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 static void io_eventfd_put(struct rcu_head *rcu)
2403 {
2404         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
2405
2406         eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
2407         kfree(ev_fd);
2408 }
2409
2410 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2411 {
2412         struct io_ev_fd *ev_fd;
2413
2414         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2415                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2416         if (ev_fd) {
2417                 ctx->has_evfd = false;
2418                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2419                 call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_put);
2420                 return 0;
2421         }
2422
2423         return -ENXIO;
2424 }
2425
2426 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2427 {
2428         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2429         int nr = 0;
2430
2431         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2432         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2433
2434         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2435                 struct io_wq_work_node *node;
2436                 struct io_kiocb *req;
2437
2438                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2439                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2440                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2441                 nr++;
2442         }
2443         if (nr)
2444                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2445         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2446 }
2447
2448 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2449 {
2450         io_sq_thread_finish(ctx);
2451
2452         if (ctx->mm_account) {
2453                 mmdrop(ctx->mm_account);
2454                 ctx->mm_account = NULL;
2455         }
2456
2457         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2458         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2459         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2460         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2461
2462         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2463         if (ctx->buf_data)
2464                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2465         if (ctx->file_data)
2466                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2467         if (ctx->rings)
2468                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2469         io_eventfd_unregister(ctx);
2470         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2471         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2472         io_destroy_buffers(ctx);
2473         if (ctx->sq_creds)
2474                 put_cred(ctx->sq_creds);
2475         if (ctx->submitter_task)
2476                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2477
2478         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2479         if (ctx->rsrc_node)
2480                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2481         if (ctx->rsrc_backup_node)
2482                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2483         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2484         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2485
2486         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2487         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2488
2489 #if defined(CONFIG_UNIX)
2490         if (ctx->ring_sock) {
2491                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2492                 sock_release(ctx->ring_sock);
2493         }
2494 #endif
2495         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2496
2497         io_mem_free(ctx->rings);
2498         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2499
2500         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2501         free_uid(ctx->user);
2502         io_req_caches_free(ctx);
2503         if (ctx->hash_map)
2504                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2505         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2506         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2507         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2508         kfree(ctx->io_bl);
2509         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2510         kfree(ctx);
2511 }
2512
2513 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2514 {
2515         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2516         __poll_t mask = 0;
2517
2518         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2519         /*
2520          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2521          * io_commit_cqring
2522          */
2523         smp_rmb();
2524         if (!io_sqring_full(ctx))
2525                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2526
2527         /*
2528          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2529          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2530          *      CPU0                    CPU1
2531          *      ----                    ----
2532          * lock(&ctx->uring_lock);
2533          *                              lock(&ep->mtx);
2534          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2535          * lock(&ep->mtx);
2536          *
2537          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2538          * pushs them to do the flush.
2539          */
2540         if (io_cqring_events(ctx) ||
2541             test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
2542                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2543
2544         return mask;
2545 }
2546
2547 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2548 {
2549         const struct cred *creds;
2550
2551         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2552         if (creds) {
2553                 put_cred(creds);
2554                 return 0;
2555         }
2556
2557         return -EINVAL;
2558 }
2559
2560 struct io_tctx_exit {
2561         struct callback_head            task_work;
2562         struct completion               completion;
2563         struct io_ring_ctx              *ctx;
2564 };
2565
2566 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2567 {
2568         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2569         struct io_tctx_exit *work;
2570
2571         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2572         /*
2573          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2574          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2575          */
2576         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2577                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2578         complete(&work->completion);
2579 }
2580
2581 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2582 {
2583         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2584
2585         return req->ctx == data;
2586 }
2587
2588 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2589 {
2590         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2591         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2592         unsigned long interval = HZ / 20;
2593         struct io_tctx_exit exit;
2594         struct io_tctx_node *node;
2595         int ret;
2596
2597         /*
2598          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2599          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2600          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2601          * as nobody else will be looking for them.
2602          */
2603         do {
2604                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2605                         cond_resched();
2606
2607                 if (ctx->sq_data) {
2608                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2609                         struct task_struct *tsk;
2610
2611                         io_sq_thread_park(sqd);
2612                         tsk = sqd->thread;
2613                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2614                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2615                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2616                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2617                 }
2618
2619                 io_req_caches_free(ctx);
2620
2621                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2622                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2623                         interval = HZ * 60;
2624                 }
2625         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2626
2627         init_completion(&exit.completion);
2628         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2629         exit.ctx = ctx;
2630         /*
2631          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2632          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2633          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2634          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2635          */
2636         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2637         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2638                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2639
2640                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2641                                         ctx_node);
2642                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2643                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2644                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2645                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2646                         continue;
2647
2648                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2649                 wait_for_completion(&exit.completion);
2650                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2651         }
2652         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2653         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2654         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2655
2656         io_ring_ctx_free(ctx);
2657 }
2658
2659 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2660 {
2661         unsigned long index;
2662         struct creds *creds;
2663
2664         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2665         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2666         if (ctx->rings)
2667                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2668         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2669                 io_unregister_personality(ctx, index);
2670         if (ctx->rings)
2671                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2672         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2673
2674         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2675         if (ctx->rings) {
2676                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2677                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2678                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2679         }
2680
2681         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2682         /*
2683          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2684          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2685          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2686          * over using system_wq.
2687          */
2688         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2689 }
2690
2691 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2692 {
2693         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2694
2695         file->private_data = NULL;
2696         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2697         return 0;
2698 }
2699
2700 struct io_task_cancel {
2701         struct task_struct *task;
2702         bool all;
2703 };
2704
2705 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2706 {
2707         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2708         struct io_task_cancel *cancel = data;
2709
2710         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2711 }
2712
2713 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2714                                          struct task_struct *task,
2715                                          bool cancel_all)
2716 {
2717         struct io_defer_entry *de;
2718         LIST_HEAD(list);
2719
2720         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2721         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2722                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2723                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2724                         break;
2725                 }
2726         }
2727         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2728         if (list_empty(&list))
2729                 return false;
2730
2731         while (!list_empty(&list)) {
2732                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2733                 list_del_init(&de->list);
2734                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2735                 kfree(de);
2736         }
2737         return true;
2738 }
2739
2740 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2741 {
2742         struct io_tctx_node *node;
2743         enum io_wq_cancel cret;
2744         bool ret = false;
2745
2746         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2747         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2748                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2749
2750                 /*
2751                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2752                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2753                  */
2754                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2755                         continue;
2756                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2757                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2758         }
2759         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2760
2761         return ret;
2762 }
2763
2764 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2765                                                 struct task_struct *task,
2766                                                 bool cancel_all)
2767 {
2768         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2769         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2770         enum io_wq_cancel cret;
2771         bool ret = false;
2772
2773         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2774         if (!ctx->rings)
2775                 return false;
2776
2777         if (!task) {
2778                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2779         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2780                 /*
2781                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2782                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2783                  */
2784                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2785                                        &cancel, true);
2786                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2787         }
2788
2789         /* SQPOLL thread does its own polling */
2790         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2791             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2792                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2793                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2794                         ret = true;
2795                 }
2796         }
2797
2798         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2799         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2800         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2801         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2802         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2803         if (task)
2804                 ret |= io_run_task_work();
2805         return ret;
2806 }
2807
2808 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2809 {
2810         if (tracked)
2811                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2812         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2813 }
2814
2815 /*
2816  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2817  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2818  */
2819 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2820 {
2821         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2822         struct io_ring_ctx *ctx;
2823         s64 inflight;
2824         DEFINE_WAIT(wait);
2825
2826         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2827
2828         if (!current->io_uring)
2829                 return;
2830         if (tctx->io_wq)
2831                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2832
2833         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2834         do {
2835                 bool loop = false;
2836
2837                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2838                 /* read completions before cancelations */
2839                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2840                 if (!inflight)
2841                         break;
2842
2843                 if (!sqd) {
2844                         struct io_tctx_node *node;
2845                         unsigned long index;
2846
2847                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2848                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2849                                 if (node->ctx->sq_data)
2850                                         continue;
2851                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2852                                                         current, cancel_all);
2853                         }
2854                 } else {
2855                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2856                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
2857                                                                      current,
2858                                                                      cancel_all);
2859                 }
2860
2861                 if (loop) {
2862                         cond_resched();
2863                         continue;
2864                 }
2865
2866                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
2867                 io_run_task_work();
2868                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2869
2870                 /*
2871                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
2872                  * avoids a race where a completion comes in before we did
2873                  * prepare_to_wait().
2874                  */
2875                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
2876                         schedule();
2877                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
2878         } while (1);
2879
2880         io_uring_clean_tctx(tctx);
2881         if (cancel_all) {
2882                 /*
2883                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
2884                  * ->in_idle set for normal exit.
2885                  */
2886                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
2887                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
2888                 __io_uring_free(current);
2889         }
2890 }
2891
2892 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
2893 {
2894         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
2895 }
2896
2897 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
2898                                             loff_t pgoff, size_t sz)
2899 {
2900         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2901         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
2902         struct page *page;
2903         void *ptr;
2904
2905         switch (offset) {
2906         case IORING_OFF_SQ_RING:
2907         case IORING_OFF_CQ_RING:
2908                 ptr = ctx->rings;
2909                 break;
2910         case IORING_OFF_SQES:
2911                 ptr = ctx->sq_sqes;
2912                 break;
2913         default:
2914                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2915         }
2916
2917         page = virt_to_head_page(ptr);
2918         if (sz > page_size(page))
2919                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2920
2921         return ptr;
2922 }
2923
2924 #ifdef CONFIG_MMU
2925
2926 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2927 {
2928         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
2929         unsigned long pfn;
2930         void *ptr;
2931
2932         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
2933         if (IS_ERR(ptr))
2934                 return PTR_ERR(ptr);
2935
2936         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
2937         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
2938 }
2939
2940 #else /* !CONFIG_MMU */
2941
2942 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
2943 {
2944         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
2945 }
2946
2947 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
2948 {
2949         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
2950 }
2951
2952 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
2953         unsigned long addr, unsigned long len,
2954         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
2955 {
2956         void *ptr;
2957
2958         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
2959         if (IS_ERR(ptr))
2960                 return PTR_ERR(ptr);
2961
2962         return (unsigned long) ptr;
2963 }
2964
2965 #endif /* !CONFIG_MMU */
2966
2967 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
2968 {
2969         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
2970                 struct io_uring_getevents_arg arg;
2971
2972                 if (argsz != sizeof(arg))
2973                         return -EINVAL;
2974                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
2975                         return -EFAULT;
2976         }
2977         return 0;
2978 }
2979
2980 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
2981                           struct __kernel_timespec __user **ts,
2982                           const sigset_t __user **sig)
2983 {
2984         struct io_uring_getevents_arg arg;
2985
2986         /*
2987          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
2988          * is just a pointer to the sigset_t.
2989          */
2990         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
2991                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
2992                 *ts = NULL;
2993                 return 0;
2994         }
2995
2996         /*
2997          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
2998          * timespec and sigset_t pointers if good.
2999          */
3000         if (*argsz != sizeof(arg))
3001                 return -EINVAL;
3002         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3003                 return -EFAULT;
3004         if (arg.pad)
3005                 return -EINVAL;
3006         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3007         *argsz = arg.sigmask_sz;
3008         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3009         return 0;
3010 }
3011
3012 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3013                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3014                 size_t, argsz)
3015 {
3016         struct io_ring_ctx *ctx;
3017         struct fd f;
3018         long ret;
3019
3020         io_run_task_work();
3021
3022         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3023                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3024                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3025                 return -EINVAL;
3026
3027         /*
3028          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3029          * need only dereference our task private array to find it.
3030          */
3031         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3032                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3033
3034                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3035                         return -EINVAL;
3036                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3037                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3038                 f.flags = 0;
3039                 if (unlikely(!f.file))
3040                         return -EBADF;
3041         } else {
3042                 f = fdget(fd);
3043                 if (unlikely(!f.file))
3044                         return -EBADF;
3045                 ret = -EOPNOTSUPP;
3046                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3047                         goto out;
3048         }
3049
3050         ctx = f.file->private_data;
3051         ret = -EBADFD;
3052         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3053                 goto out;
3054
3055         /*
3056          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3057          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3058          * we were asked to.
3059          */
3060         ret = 0;
3061         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3062                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3063
3064                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3065                         ret = -EOWNERDEAD;
3066                         goto out;
3067                 }
3068                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3069                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3070                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3071                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3072                         if (ret)
3073                                 goto out;
3074                 }
3075                 ret = to_submit;
3076         } else if (to_submit) {
3077                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3078                 if (unlikely(ret))
3079                         goto out;
3080
3081                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3082                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3083                 if (ret != to_submit) {
3084                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3085                         goto out;
3086                 }
3087                 if ((flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) && ctx->syscall_iopoll)
3088                         goto iopoll_locked;
3089                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3090         }
3091         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3092                 int ret2;
3093                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3094                         /*
3095                          * We disallow the app entering submit/complete with
3096                          * polling, but we still need to lock the ring to
3097                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3098                          * a workqueue.
3099                          */
3100                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3101 iopoll_locked:
3102                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3103                         if (likely(!ret2)) {
3104                                 min_complete = min(min_complete,
3105                                                    ctx->cq_entries);
3106                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3107                         }
3108                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3109                 } else {
3110                         const sigset_t __user *sig;
3111                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3112
3113                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3114                         if (likely(!ret2)) {
3115                                 min_complete = min(min_complete,
3116                                                    ctx->cq_entries);
3117                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3118                                                       argsz, ts);
3119                         }
3120                 }
3121
3122                 if (!ret) {
3123                         ret = ret2;
3124
3125                         /*
3126                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3127                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3128                          * as they are obviously ok with those drops.
3129                          */
3130                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3131                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3132                                           &ctx->check_cq);
3133                 }
3134         }
3135 out:
3136         fdput(f);
3137         return ret;
3138 }
3139
3140 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3141         .release        = io_uring_release,
3142         .mmap           = io_uring_mmap,
3143 #ifndef CONFIG_MMU
3144         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3145         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3146 #endif
3147         .poll           = io_uring_poll,
3148 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3149         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3150 #endif
3151 };
3152
3153 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3154 {
3155         return file->f_op == &io_uring_fops;
3156 }
3157
3158 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3159                                          struct io_uring_params *p)
3160 {
3161         struct io_rings *rings;
3162         size_t size, sq_array_offset;
3163
3164         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3165         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3166         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3167
3168         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3169         if (size == SIZE_MAX)
3170                 return -EOVERFLOW;
3171
3172         rings = io_mem_alloc(size);
3173         if (!rings)
3174                 return -ENOMEM;
3175
3176         ctx->rings = rings;
3177         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3178         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3179         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3180         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3181         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3182
3183         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3184                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3185         else
3186                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3187         if (size == SIZE_MAX) {
3188                 io_mem_free(ctx->rings);
3189                 ctx->rings = NULL;
3190                 return -EOVERFLOW;
3191         }
3192
3193         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3194         if (!ctx->sq_sqes) {
3195                 io_mem_free(ctx->rings);
3196                 ctx->rings = NULL;
3197                 return -ENOMEM;
3198         }
3199
3200         return 0;
3201 }
3202
3203 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3204 {
3205         int ret, fd;
3206
3207         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3208         if (fd < 0)
3209                 return fd;
3210
3211         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx, false);
3212         if (ret) {
3213                 put_unused_fd(fd);
3214                 return ret;
3215         }
3216         fd_install(fd, file);
3217         return fd;
3218 }
3219
3220 /*
3221  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3222  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3223  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3224  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3225  */
3226 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3227 {
3228         struct file *file;
3229 #if defined(CONFIG_UNIX)
3230         int ret;
3231
3232         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3233                                 &ctx->ring_sock);
3234         if (ret)
3235                 return ERR_PTR(ret);
3236 #endif
3237
3238         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3239                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3240 #if defined(CONFIG_UNIX)
3241         if (IS_ERR(file)) {
3242                 sock_release(ctx->ring_sock);
3243                 ctx->ring_sock = NULL;
3244         } else {
3245                 ctx->ring_sock->file = file;
3246         }
3247 #endif
3248         return file;
3249 }
3250
3251 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3252                                   struct io_uring_params __user *params)
3253 {
3254         struct io_ring_ctx *ctx;
3255         struct file *file;
3256         int ret;
3257
3258         if (!entries)
3259                 return -EINVAL;
3260         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3261                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3262                         return -EINVAL;
3263                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3264         }
3265
3266         /*
3267          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3268          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3269          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3270          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3271          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3272          * of CQ ring entries manually.
3273          */
3274         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3275         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3276                 /*
3277                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3278                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3279                  * any cq vs sq ring sizing.
3280                  */
3281                 if (!p->cq_entries)
3282                         return -EINVAL;
3283                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3284                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3285                                 return -EINVAL;
3286                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3287                 }
3288                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3289                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3290                         return -EINVAL;
3291         } else {
3292                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3293         }
3294
3295         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3296         if (!ctx)
3297                 return -ENOMEM;
3298
3299         /*
3300          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3301          * space applications don't need to do io completion events
3302          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3303          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3304          */
3305         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3306             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3307                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3308
3309         ctx->compat = in_compat_syscall();
3310         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3311                 ctx->user = get_uid(current_user());
3312
3313         /*
3314          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3315          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3316          */
3317         ret = -EINVAL;
3318         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3319                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3320                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3321                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG))
3322                         goto err;
3323                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3324         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3325                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3326         } else {
3327                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
3328                         goto err;
3329                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3330         }
3331
3332         /*
3333          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3334          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3335          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3336          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3337          */
3338         mmgrab(current->mm);
3339         ctx->mm_account = current->mm;
3340
3341         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3342         if (ret)
3343                 goto err;
3344
3345         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3346         if (ret)
3347                 goto err;
3348         /* always set a rsrc node */
3349         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3350         if (ret)
3351                 goto err;
3352         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3353
3354         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3355         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3356         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3357         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3358         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3359         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3360         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3361         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3362
3363         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3364         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3365         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3366         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3367         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3368         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3369         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3370         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3371
3372         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3373                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3374                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3375                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3376                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3377                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3378                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3379
3380         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3381                 ret = -EFAULT;
3382                 goto err;
3383         }
3384
3385         file = io_uring_get_file(ctx);
3386         if (IS_ERR(file)) {
3387                 ret = PTR_ERR(file);
3388                 goto err;
3389         }
3390
3391         /*
3392          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3393          * having closed it before we finish setup
3394          */
3395         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3396         if (ret < 0) {
3397                 /* fput will clean it up */
3398                 fput(file);
3399                 return ret;
3400         }
3401
3402         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3403         return ret;
3404 err:
3405         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3406         return ret;
3407 }
3408
3409 /*
3410  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3411  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3412  * params structure passed in.
3413  */
3414 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3415 {
3416         struct io_uring_params p;
3417         int i;
3418
3419         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3420                 return -EFAULT;
3421         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3422                 if (p.resv[i])
3423                         return -EINVAL;
3424         }
3425
3426         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3427                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3428                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3429                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3430                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3431                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3432                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER))
3433                 return -EINVAL;
3434
3435         return io_uring_create(entries, &p, params);
3436 }
3437
3438 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3439                 struct io_uring_params __user *, params)
3440 {
3441         return io_uring_setup(entries, params);
3442 }
3443
3444 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3445                            unsigned nr_args)
3446 {
3447         struct io_uring_probe *p;
3448         size_t size;
3449         int i, ret;
3450
3451         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3452         if (size == SIZE_MAX)
3453                 return -EOVERFLOW;
3454         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3455         if (!p)
3456                 return -ENOMEM;
3457
3458         ret = -EFAULT;
3459         if (copy_from_user(p, arg, size))
3460                 goto out;
3461         ret = -EINVAL;
3462         if (memchr_inv(p, 0, size))
3463                 goto out;
3464
3465         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3466         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3467                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3468
3469         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3470                 p->ops[i].op = i;
3471                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3472                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3473         }
3474         p->ops_len = i;
3475
3476         ret = 0;
3477         if (copy_to_user(arg, p, size))
3478                 ret = -EFAULT;
3479 out:
3480         kfree(p);
3481         return ret;
3482 }
3483
3484 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3485 {
3486         const struct cred *creds;
3487         u32 id;
3488         int ret;
3489
3490         creds = get_current_cred();
3491
3492         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3493                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3494         if (ret < 0) {
3495                 put_cred(creds);
3496                 return ret;
3497         }
3498         return id;
3499 }
3500
3501 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3502                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3503 {
3504         struct io_uring_restriction *res;
3505         size_t size;
3506         int i, ret;
3507
3508         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3509         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3510                 return -EBADFD;
3511
3512         /* We allow only a single restrictions registration */
3513         if (ctx->restrictions.registered)
3514                 return -EBUSY;
3515
3516         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3517                 return -EINVAL;
3518
3519         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3520         if (size == SIZE_MAX)
3521                 return -EOVERFLOW;
3522
3523         res = memdup_user(arg, size);
3524         if (IS_ERR(res))
3525                 return PTR_ERR(res);
3526
3527         ret = 0;
3528
3529         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3530                 switch (res[i].opcode) {
3531                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3532                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3533                                 ret = -EINVAL;
3534                                 goto out;
3535                         }
3536
3537                         __set_bit(res[i].register_op,
3538                                   ctx->restrictions.register_op);
3539                         break;
3540                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3541                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3542                                 ret = -EINVAL;
3543                                 goto out;
3544                         }
3545
3546                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3547                         break;
3548                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3549                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3550                         break;
3551                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3552                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3553                         break;
3554                 default:
3555                         ret = -EINVAL;
3556                         goto out;
3557                 }
3558         }
3559
3560 out:
3561         /* Reset all restrictions if an error happened */
3562         if (ret != 0)
3563                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3564         else
3565                 ctx->restrictions.registered = true;
3566
3567         kfree(res);
3568         return ret;
3569 }
3570
3571 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3572 {
3573         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3574                 return -EBADFD;
3575
3576         if (ctx->restrictions.registered)
3577                 ctx->restricted = 1;
3578
3579         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3580         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3581                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3582         return 0;
3583 }
3584
3585 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3586                                        void __user *arg, unsigned len)
3587 {
3588         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3589         cpumask_var_t new_mask;
3590         int ret;
3591
3592         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3593                 return -EINVAL;
3594
3595         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3596                 return -ENOMEM;
3597
3598         cpumask_clear(new_mask);
3599         if (len > cpumask_size())
3600                 len = cpumask_size();
3601
3602         if (in_compat_syscall()) {
3603                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3604                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3605                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3606         } else {
3607                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3608         }
3609
3610         if (ret) {
3611                 free_cpumask_var(new_mask);
3612                 return -EFAULT;
3613         }
3614
3615         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3616         free_cpumask_var(new_mask);
3617         return ret;
3618 }
3619
3620 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3621 {
3622         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3623
3624         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3625                 return -EINVAL;
3626
3627         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3628 }
3629
3630 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3631                                                void __user *arg)
3632         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3633 {
3634         struct io_tctx_node *node;
3635         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3636         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3637         __u32 new_count[2];
3638         int i, ret;
3639
3640         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3641                 return -EFAULT;
3642         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3643                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3644                         return -EINVAL;
3645
3646         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3647                 sqd = ctx->sq_data;
3648                 if (sqd) {
3649                         /*
3650                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3651                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3652                          * a ref to the ctx.
3653                          */
3654                         refcount_inc(&sqd->refs);
3655                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3656                         mutex_lock(&sqd->lock);
3657                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3658                         if (sqd->thread)
3659                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3660                 }
3661         } else {
3662                 tctx = current->io_uring;
3663         }
3664
3665         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3666
3667         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3668                 if (new_count[i])
3669                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3670         ctx->iowq_limits_set = true;
3671
3672         if (tctx && tctx->io_wq) {
3673                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3674                 if (ret)
3675                         goto err;
3676         } else {
3677                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3678         }
3679
3680         if (sqd) {
3681                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3682                 io_put_sq_data(sqd);
3683         }
3684
3685         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3686                 return -EFAULT;
3687
3688         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3689         if (sqd)
3690                 return 0;
3691
3692         /* now propagate the restriction to all registered users */
3693         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3694                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3695
3696                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3697                         continue;
3698
3699                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3700                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3701                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3702                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3703         }
3704         return 0;
3705 err:
3706         if (sqd) {
3707                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3708                 io_put_sq_data(sqd);
3709         }
3710         return ret;
3711 }
3712
3713 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3714                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3715         __releases(ctx->uring_lock)
3716         __acquires(ctx->uring_lock)
3717 {
3718         int ret;
3719
3720         /*
3721          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3722          * dying as we're holding a file ref here.
3723          */
3724         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3725                 return -ENXIO;
3726
3727         if (ctx->restricted) {
3728                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3729                         return -EINVAL;
3730                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3731                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3732                         return -EACCES;
3733         }
3734
3735         switch (opcode) {
3736         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3737                 ret = -EFAULT;
3738                 if (!arg)
3739                         break;
3740                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3741                 break;
3742         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3743                 ret = -EINVAL;
3744                 if (arg || nr_args)
3745                         break;
3746                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3747                 break;
3748         case IORING_REGISTER_FILES:
3749                 ret = -EFAULT;
3750                 if (!arg)
3751                         break;
3752                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3753                 break;
3754         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3755                 ret = -EINVAL;
3756                 if (arg || nr_args)
3757                         break;
3758                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3759                 break;
3760         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3761                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3762                 break;
3763         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3764                 ret = -EINVAL;
3765                 if (nr_args != 1)
3766                         break;
3767                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3768                 break;
3769         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3770                 ret = -EINVAL;
3771                 if (nr_args != 1)
3772                         break;
3773                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3774                 break;
3775         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3776                 ret = -EINVAL;
3777                 if (arg || nr_args)
3778                         break;
3779                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3780                 break;
3781         case IORING_REGISTER_PROBE:
3782                 ret = -EINVAL;
3783                 if (!arg || nr_args > 256)
3784                         break;
3785                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3786                 break;
3787         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3788                 ret = -EINVAL;
3789                 if (arg || nr_args)
3790                         break;
3791                 ret = io_register_personality(ctx);
3792                 break;
3793         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3794                 ret = -EINVAL;
3795                 if (arg)
3796                         break;
3797                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3798                 break;
3799         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3800                 ret = -EINVAL;
3801                 if (arg || nr_args)
3802                         break;
3803                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3804                 break;
3805         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3806                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3807                 break;
3808         case IORING_REGISTER_FILES2:
3809                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3810                 break;
3811         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3812                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3813                                               IORING_RSRC_FILE);
3814                 break;
3815         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3816                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3817                 break;
3818         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3819                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3820                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3821                 break;
3822         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3823                 ret = -EINVAL;
3824                 if (!arg || !nr_args)
3825                         break;
3826                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3827                 break;
3828         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3829                 ret = -EINVAL;
3830                 if (arg || nr_args)
3831                         break;
3832                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3833                 break;
3834         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3835                 ret = -EINVAL;
3836                 if (!arg || nr_args != 2)
3837                         break;
3838                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
3839                 break;
3840         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
3841                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
3842                 break;
3843         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
3844                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
3845                 break;
3846         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
3847                 ret = -EINVAL;
3848                 if (!arg || nr_args != 1)
3849                         break;
3850                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
3851                 break;
3852         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
3853                 ret = -EINVAL;
3854                 if (!arg || nr_args != 1)
3855                         break;
3856                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
3857                 break;
3858         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
3859                 ret = -EINVAL;
3860                 if (!arg || nr_args != 1)
3861                         break;
3862                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
3863                 break;
3864         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
3865                 ret = -EINVAL;
3866                 if (!arg || nr_args)
3867                         break;
3868                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
3869                 break;
3870         default:
3871                 ret = -EINVAL;
3872                 break;
3873         }
3874
3875         return ret;
3876 }
3877
3878 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
3879                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
3880 {
3881         struct io_ring_ctx *ctx;
3882         long ret = -EBADF;
3883         struct fd f;
3884
3885         f = fdget(fd);
3886         if (!f.file)
3887                 return -EBADF;
3888
3889         ret = -EOPNOTSUPP;
3890         if (!io_is_uring_fops(f.file))
3891                 goto out_fput;
3892
3893         ctx = f.file->private_data;
3894
3895         io_run_task_work();
3896
3897         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3898         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
3899         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3900         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
3901 out_fput:
3902         fdput(f);
3903         return ret;
3904 }
3905
3906 static int __init io_uring_init(void)
3907 {
3908 #define __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(stype, eoffset, etype, ename) do { \
3909         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
3910         BUILD_BUG_ON(sizeof(etype) != sizeof_field(stype, ename)); \
3911 } while (0)
3912
3913 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
3914         __BUILD_BUG_VERIFY_ELEMENT(struct io_uring_sqe, eoffset, etype, ename)
3915         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
3916         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
3917         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
3918         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
3919         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
3920         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
3921         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
3922         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
3923         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
3924         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
3925         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
3926         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
3927         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
3928         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
3929         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
3930         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
3931         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
3932         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
3933         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
3934         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
3935         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
3936         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
3937         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
3938         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
3939         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
3940         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
3941         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
3942         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
3943         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
3944         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
3945         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
3946         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
3947
3948         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
3949                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
3950         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
3951                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
3952
3953         /* ->buf_index is u16 */
3954         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
3955         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
3956                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
3957
3958         /* should fit into one byte */
3959         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
3960         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
3961         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
3962
3963         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
3964
3965         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
3966
3967         io_uring_optable_init();
3968
3969         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
3970                                 SLAB_ACCOUNT);
3971         return 0;
3972 };
3973 __initcall(io_uring_init);