io_uring: shut io_prep_async_work warning
[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 #include <asm/shmparam.h>
76
77 #define CREATE_TRACE_POINTS
78 #include <trace/events/io_uring.h>
79
80 #include <uapi/linux/io_uring.h>
81
82 #include "io-wq.h"
83
84 #include "io_uring.h"
85 #include "opdef.h"
86 #include "refs.h"
87 #include "tctx.h"
88 #include "sqpoll.h"
89 #include "fdinfo.h"
90 #include "kbuf.h"
91 #include "rsrc.h"
92 #include "cancel.h"
93 #include "net.h"
94 #include "notif.h"
95
96 #include "timeout.h"
97 #include "poll.h"
98 #include "alloc_cache.h"
99
100 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
101 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
102
103 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
104                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
105
106 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
107                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
108
109 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
110                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
111
112 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
113                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
114                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
115
116 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
117                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
118
119 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
120
121 #define IO_COMPL_BATCH                  32
122 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
123
124 enum {
125         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
126         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
127 };
128
129 enum {
130         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
131         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
132 };
133
134 struct io_defer_entry {
135         struct list_head        list;
136         struct io_kiocb         *req;
137         u32                     seq;
138 };
139
140 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
141 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
142 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
143
144 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
145                                          struct task_struct *task,
146                                          bool cancel_all);
147
148 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
149 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
150 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
151 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
152 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
153 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
154
155 struct kmem_cache *req_cachep;
156
157 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
158 {
159 #if defined(CONFIG_UNIX)
160         if (io_is_uring_fops(file)) {
161                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
162
163                 return ctx->ring_sock->sk;
164         }
165 #endif
166         return NULL;
167 }
168 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
169
170 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
171 {
172         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
173             ctx->submit_state.cqes_count)
174                 __io_submit_flush_completions(ctx);
175 }
176
177 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
178 {
179         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
180 }
181
182 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
183 {
184         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
185 }
186
187 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
188 {
189         struct io_kiocb *req;
190
191         io_for_each_link(req, head) {
192                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
193                         return true;
194         }
195         return false;
196 }
197
198 /*
199  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
200  * User must not hold timeout_lock.
201  */
202 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
203                         bool cancel_all)
204 {
205         bool matched;
206
207         if (task && head->task != task)
208                 return false;
209         if (cancel_all)
210                 return true;
211
212         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
213                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
214
215                 /* protect against races with linked timeouts */
216                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
217                 matched = io_match_linked(head);
218                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
219         } else {
220                 matched = io_match_linked(head);
221         }
222         return matched;
223 }
224
225 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
226 {
227         req_set_fail(req);
228         io_req_set_res(req, res, 0);
229 }
230
231 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
232 {
233         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
234         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
235 }
236
237 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
238 {
239         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
240
241         complete(&ctx->ref_comp);
242 }
243
244 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
245 {
246         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
247                                                 fallback_work.work);
248         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
249         struct io_kiocb *req, *tmp;
250         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
251
252         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
253         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
254                 req->io_task_work.func(req, &ts);
255         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
256                 return;
257         io_submit_flush_completions(ctx);
258         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->rsrc_node_cache, IO_NODE_ALLOC_CACHE_MAX,
314                             sizeof(struct io_rsrc_node));
315         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
316                             sizeof(struct async_poll));
317         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache, IO_ALLOC_CACHE_MAX,
318                             sizeof(struct io_async_msghdr));
319         init_completion(&ctx->ref_comp);
320         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
321         mutex_init(&ctx->uring_lock);
322         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
323         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
324         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
325         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
326         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
330         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
331         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
332         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
333         init_llist_head(&ctx->work_llist);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
335         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
336         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
337         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
339         return ctx;
340 err:
341         kfree(ctx->dummy_ubuf);
342         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
343         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
344         kfree(ctx->io_bl);
345         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
346         kfree(ctx);
347         return NULL;
348 }
349
350 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
351 {
352         struct io_rings *r = ctx->rings;
353
354         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
355         ctx->cq_extra--;
356 }
357
358 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
359 {
360         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
361                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
362
363                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
364         }
365
366         return false;
367 }
368
369 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
370 {
371         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
372                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
373                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
374         }
375 }
376
377 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
378 {
379         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
380                 return NULL;
381
382         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
383         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
384
385         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
386         io_req_set_refcount(req);
387         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
388         return req->link;
389 }
390
391 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
392 {
393         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
394                 return NULL;
395         return __io_prep_linked_timeout(req);
396 }
397
398 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
399 {
400         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
401 }
402
403 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
404 {
405         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
406                 __io_arm_ltimeout(req);
407 }
408
409 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
410 {
411         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
412         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
413
414         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
415                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
416                 req->creds = get_current_cred();
417         }
418
419         req->work.list.next = NULL;
420         req->work.flags = 0;
421         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
422         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
423                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
424
425         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
426                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
427
428         if (req->file && (req->flags & REQ_F_ISREG)) {
429                 bool should_hash = def->hash_reg_file;
430
431                 /* don't serialize this request if the fs doesn't need it */
432                 if (should_hash && (req->file->f_flags & O_DIRECT) &&
433                     (req->file->f_mode & FMODE_DIO_PARALLEL_WRITE))
434                         should_hash = false;
435                 if (should_hash || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
436                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
437         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
438                 if (def->unbound_nonreg_file)
439                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
440         }
441 }
442
443 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
444 {
445         struct io_kiocb *cur;
446
447         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
448                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
449
450                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
451                 io_for_each_link(cur, req)
452                         io_prep_async_work(cur);
453                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
454         } else {
455                 io_for_each_link(cur, req)
456                         io_prep_async_work(cur);
457         }
458 }
459
460 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts_dont_use)
461 {
462         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
463         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
464
465         BUG_ON(!tctx);
466         BUG_ON(!tctx->io_wq);
467
468         /* init ->work of the whole link before punting */
469         io_prep_async_link(req);
470
471         /*
472          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
473          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
474          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
475          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
476          * worker for it).
477          */
478         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
479                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
480
481         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
482         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
483         if (link)
484                 io_queue_linked_timeout(link);
485 }
486
487 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
488 {
489         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
490                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
491                                                 struct io_defer_entry, list);
492
493                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
494                         break;
495                 list_del_init(&de->list);
496                 io_req_task_queue(de->req);
497                 kfree(de);
498         }
499 }
500
501
502 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
503 {
504         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
505         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
506
507         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
508                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
509
510         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
511          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
512          * it regardless.
513          */
514         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
515                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
516                 kfree(ev_fd);
517         }
518 }
519
520 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
521 {
522         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
523
524         rcu_read_lock();
525         /*
526          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
527          * and eventfd_signal
528          */
529         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
530
531         /*
532          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
533          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
534          * the function and rcu_read_lock.
535          */
536         if (unlikely(!ev_fd))
537                 goto out;
538         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
539                 goto out;
540         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
541                 goto out;
542
543         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
544                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
545         } else {
546                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
547                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
548                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
549                 else
550                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
551         }
552
553 out:
554         rcu_read_unlock();
555 }
556
557 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
558 {
559         bool skip;
560
561         spin_lock(&ctx->completion_lock);
562
563         /*
564          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
565          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
566          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
567          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
568          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
569          * posted to the CQ ring.
570          */
571         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
572         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
573         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
574         if (skip)
575                 return;
576
577         io_eventfd_signal(ctx);
578 }
579
580 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
581 {
582         if (ctx->poll_activated)
583                 io_poll_wq_wake(ctx);
584         if (ctx->off_timeout_used)
585                 io_flush_timeouts(ctx);
586         if (ctx->drain_active) {
587                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
588                 io_queue_deferred(ctx);
589                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
590         }
591         if (ctx->has_evfd)
592                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
593 }
594
595 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
596         __acquires(ctx->completion_lock)
597 {
598         if (!ctx->task_complete)
599                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
600 }
601
602 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
603 {
604         if (!ctx->task_complete)
605                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
606 }
607
608 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
609         __acquires(ctx->completion_lock)
610 {
611         spin_lock(&ctx->completion_lock);
612 }
613
614 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
615         __releases(ctx->completion_lock)
616 {
617         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
618 }
619
620 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
621 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
622         __releases(ctx->completion_lock)
623 {
624         io_commit_cqring(ctx);
625         __io_cq_unlock(ctx);
626         io_commit_cqring_flush(ctx);
627         io_cqring_wake(ctx);
628 }
629
630 static void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
631         __releases(ctx->completion_lock)
632 {
633         io_commit_cqring(ctx);
634
635         if (ctx->task_complete) {
636                 /*
637                  * ->task_complete implies that only current might be waiting
638                  * for CQEs, and obviously, we currently don't. No one is
639                  * waiting, wakeups are futile, skip them.
640                  */
641                 io_commit_cqring_flush(ctx);
642         } else {
643                 __io_cq_unlock(ctx);
644                 io_commit_cqring_flush(ctx);
645                 io_cqring_wake(ctx);
646         }
647 }
648
649 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
650         __releases(ctx->completion_lock)
651 {
652         io_commit_cqring(ctx);
653         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
654         io_commit_cqring_flush(ctx);
655         io_cqring_wake(ctx);
656 }
657
658 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
659 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
660 {
661         struct io_overflow_cqe *ocqe;
662         LIST_HEAD(list);
663
664         io_cq_lock(ctx);
665         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
666         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
667         io_cq_unlock(ctx);
668
669         while (!list_empty(&list)) {
670                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
671                 list_del(&ocqe->list);
672                 kfree(ocqe);
673         }
674 }
675
676 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
677 {
678         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
679
680         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
681                 return;
682
683         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
684                 cqe_size <<= 1;
685
686         io_cq_lock(ctx);
687         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
688                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
689                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
690
691                 if (!cqe)
692                         break;
693                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
694                                         struct io_overflow_cqe, list);
695                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
696                 list_del(&ocqe->list);
697                 kfree(ocqe);
698         }
699
700         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
701                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
702                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
703         }
704         io_cq_unlock_post(ctx);
705 }
706
707 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
708 {
709         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
710         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
711                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
712         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
713         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
714                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
715 }
716
717 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
718 {
719         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
720                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
721 }
722
723 /* can be called by any task */
724 static void io_put_task_remote(struct task_struct *task, int nr)
725 {
726         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
727
728         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
729         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
730                 wake_up(&tctx->wait);
731         put_task_struct_many(task, nr);
732 }
733
734 /* used by a task to put its own references */
735 static void io_put_task_local(struct task_struct *task, int nr)
736 {
737         task->io_uring->cached_refs += nr;
738 }
739
740 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
741 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
742 {
743         if (likely(task == current))
744                 io_put_task_local(task, nr);
745         else
746                 io_put_task_remote(task, nr);
747 }
748
749 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
750 {
751         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
752
753         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
754         refcount_add(refill, &current->usage);
755         tctx->cached_refs += refill;
756 }
757
758 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
759 {
760         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
761         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
762
763         if (refs) {
764                 tctx->cached_refs = 0;
765                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
766                 put_task_struct_many(task, refs);
767         }
768 }
769
770 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
771                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
772 {
773         struct io_overflow_cqe *ocqe;
774         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
775         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
776
777         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
778
779         if (is_cqe32)
780                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
781
782         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
783         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
784         if (!ocqe) {
785                 /*
786                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
787                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
788                  * on the floor.
789                  */
790                 io_account_cq_overflow(ctx);
791                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
792                 return false;
793         }
794         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
795                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
796                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
797
798         }
799         ocqe->cqe.user_data = user_data;
800         ocqe->cqe.res = res;
801         ocqe->cqe.flags = cflags;
802         if (is_cqe32) {
803                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
804                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
805         }
806         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
807         return true;
808 }
809
810 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
811 {
812         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
813                 req->extra1 = 0;
814                 req->extra2 = 0;
815         }
816         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
817                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
818                                         req->extra1, req->extra2);
819 }
820
821 /*
822  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
823  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
824  * fill the cq entry
825  */
826 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
827 {
828         struct io_rings *rings = ctx->rings;
829         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
830         unsigned int free, queued, len;
831
832         /*
833          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
834          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
835          * Force overflow the completion.
836          */
837         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
838                 return NULL;
839
840         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
841         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
842         free = ctx->cq_entries - queued;
843         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
844         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
845         if (!len)
846                 return NULL;
847
848         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
849                 off <<= 1;
850                 len <<= 1;
851         }
852
853         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
854         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
855
856         ctx->cached_cq_tail++;
857         ctx->cqe_cached++;
858         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
859                 ctx->cqe_cached++;
860         return &rings->cqes[off];
861 }
862
863 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
864                               u32 cflags)
865 {
866         struct io_uring_cqe *cqe;
867
868         ctx->cq_extra++;
869
870         /*
871          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
872          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
873          * the ring.
874          */
875         cqe = io_get_cqe(ctx);
876         if (likely(cqe)) {
877                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
878
879                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
880                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
881                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
882
883                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
884                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
885                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
886                 }
887                 return true;
888         }
889         return false;
890 }
891
892 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
893         __must_hold(&ctx->uring_lock)
894 {
895         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
896         unsigned int i;
897
898         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
899         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
900                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
901
902                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
903                         if (ctx->task_complete) {
904                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
905                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
906                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
907                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
908                         } else {
909                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
910                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
911                         }
912                 }
913         }
914         state->cqes_count = 0;
915 }
916
917 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
918                               bool allow_overflow)
919 {
920         bool filled;
921
922         io_cq_lock(ctx);
923         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
924         if (!filled && allow_overflow)
925                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
926
927         io_cq_unlock_post(ctx);
928         return filled;
929 }
930
931 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
932 {
933         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
934 }
935
936 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
937                 bool allow_overflow)
938 {
939         struct io_uring_cqe *cqe;
940         unsigned int length;
941
942         if (!defer)
943                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
944
945         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
946
947         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
948
949         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
950                 __io_cq_lock(ctx);
951                 __io_flush_post_cqes(ctx);
952                 /* no need to flush - flush is deferred */
953                 __io_cq_unlock_post(ctx);
954         }
955
956         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
957          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
958          * and in that it works just as well.
959          */
960         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
961                 return false;
962
963         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
964         cqe->user_data = user_data;
965         cqe->res = res;
966         cqe->flags = cflags;
967         return true;
968 }
969
970 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
971 {
972         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
973         struct io_rsrc_node *rsrc_node = NULL;
974
975         io_cq_lock(ctx);
976         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
977                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
978
979         /*
980          * If we're the last reference to this request, add to our locked
981          * free_list cache.
982          */
983         if (req_ref_put_and_test(req)) {
984                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
985                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
986                                 io_disarm_next(req);
987                         if (req->link) {
988                                 io_req_task_queue(req->link);
989                                 req->link = NULL;
990                         }
991                 }
992                 io_put_kbuf_comp(req);
993                 io_dismantle_req(req);
994                 rsrc_node = req->rsrc_node;
995                 /*
996                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
997                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
998                  * deadlocks.
999                  */
1000                 io_put_task_remote(req->task, 1);
1001                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1002                 ctx->locked_free_nr++;
1003         }
1004         io_cq_unlock_post(ctx);
1005
1006         if (rsrc_node) {
1007                 io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1008                 io_put_rsrc_node(ctx, rsrc_node);
1009                 io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1010         }
1011 }
1012
1013 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
1014 {
1015         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
1016                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
1017                 io_req_task_work_add(req);
1018         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
1019                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
1020                 __io_req_complete_post(req, issue_flags);
1021         } else {
1022                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1023
1024                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1025                 __io_req_complete_post(req, issue_flags & ~IO_URING_F_UNLOCKED);
1026                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1027         }
1028 }
1029
1030 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1031         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1032 {
1033         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1034
1035         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1036
1037         req_set_fail(req);
1038         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1039         if (def->fail)
1040                 def->fail(req);
1041         io_req_complete_defer(req);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1046  * advance and keep them valid across allocations.
1047  */
1048 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1049 {
1050         req->ctx = ctx;
1051         req->link = NULL;
1052         req->async_data = NULL;
1053         /* not necessary, but safer to zero */
1054         req->cqe.res = 0;
1055 }
1056
1057 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1058                                         struct io_submit_state *state)
1059 {
1060         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1061         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1062         ctx->locked_free_nr = 0;
1063         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1068  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1069  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1070  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1071  */
1072 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1073         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1074 {
1075         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1076         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1077         int ret, i;
1078
1079         /*
1080          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1081          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1082          * side cache.
1083          */
1084         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1085                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1086                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1087                         return true;
1088         }
1089
1090         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1091
1092         /*
1093          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1094          * retry single alloc to be on the safe side.
1095          */
1096         if (unlikely(ret <= 0)) {
1097                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1098                 if (!reqs[0])
1099                         return false;
1100                 ret = 1;
1101         }
1102
1103         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1104         for (i = 0; i < ret; i++) {
1105                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1106
1107                 io_preinit_req(req, ctx);
1108                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1109         }
1110         return true;
1111 }
1112
1113 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1114 {
1115         unsigned int flags = req->flags;
1116
1117         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1118                 io_clean_op(req);
1119         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1120                 io_put_file(req->file);
1121 }
1122
1123 static __cold void io_free_req_tw(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1124 {
1125         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1126
1127         if (req->rsrc_node) {
1128                 io_tw_lock(ctx, ts);
1129                 io_put_rsrc_node(ctx, req->rsrc_node);
1130         }
1131         io_dismantle_req(req);
1132         io_put_task_remote(req->task, 1);
1133
1134         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1135         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1136         ctx->locked_free_nr++;
1137         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1138 }
1139
1140 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1141 {
1142         req->io_task_work.func = io_free_req_tw;
1143         io_req_task_work_add(req);
1144 }
1145
1146 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1147 {
1148         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1149
1150         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1151         io_disarm_next(req);
1152         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1153 }
1154
1155 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1156 {
1157         struct io_kiocb *nxt;
1158
1159         /*
1160          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1161          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1162          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1163          * of the chain.
1164          */
1165         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1166                 __io_req_find_next_prep(req);
1167         nxt = req->link;
1168         req->link = NULL;
1169         return nxt;
1170 }
1171
1172 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1173 {
1174         if (!ctx)
1175                 return;
1176         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1177                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1178         if (ts->locked) {
1179                 io_submit_flush_completions(ctx);
1180                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1181                 ts->locked = false;
1182         }
1183         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1184 }
1185
1186 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1187                                    struct io_ring_ctx **ctx,
1188                                    struct io_tw_state *ts,
1189                                    struct llist_node *last)
1190 {
1191         unsigned int count = 0;
1192
1193         while (node && node != last) {
1194                 struct llist_node *next = node->next;
1195                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1196                                                     io_task_work.node);
1197
1198                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1199
1200                 if (req->ctx != *ctx) {
1201                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1202                         *ctx = req->ctx;
1203                         /* if not contended, grab and improve batching */
1204                         ts->locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1205                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1206                 }
1207                 req->io_task_work.func(req, ts);
1208                 node = next;
1209                 count++;
1210                 if (unlikely(need_resched())) {
1211                         ctx_flush_and_put(*ctx, ts);
1212                         *ctx = NULL;
1213                         cond_resched();
1214                 }
1215         }
1216
1217         return count;
1218 }
1219
1220 /**
1221  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1222  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1223  * @new:        new entry as the head of the list
1224  *
1225  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1226  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1227  */
1228 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1229                                                struct llist_node *new)
1230 {
1231         return xchg(&head->first, new);
1232 }
1233
1234 /**
1235  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1236  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1237  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1238  * @new:        new entry as the head of the list
1239  *
1240  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1241  */
1242
1243 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1244                                                   struct llist_node *old,
1245                                                   struct llist_node *new)
1246 {
1247         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1248 }
1249
1250 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1251 {
1252         struct io_tw_state ts = {};
1253         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1254         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1255                                                   task_work);
1256         struct llist_node fake = {};
1257         struct llist_node *node;
1258         unsigned int loops = 0;
1259         unsigned int count = 0;
1260
1261         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1262                 io_fallback_tw(tctx);
1263                 return;
1264         }
1265
1266         do {
1267                 loops++;
1268                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1269                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &ts, &fake);
1270
1271                 /* skip expensive cmpxchg if there are items in the list */
1272                 if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1273                         continue;
1274                 if (ts.locked && !wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1275                         io_submit_flush_completions(ctx);
1276                         if (READ_ONCE(tctx->task_list.first) != &fake)
1277                                 continue;
1278                 }
1279                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1280         } while (node != &fake);
1281
1282         ctx_flush_and_put(ctx, &ts);
1283
1284         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_cancel */
1285         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_cancel)))
1286                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1287
1288         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1289 }
1290
1291 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1292 {
1293         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1294         struct io_kiocb *req;
1295
1296         while (node) {
1297                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1298                 node = node->next;
1299                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1300                               &req->ctx->fallback_llist))
1301                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1302         }
1303 }
1304
1305 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1306 {
1307         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1308         unsigned nr_wait, nr_tw, nr_tw_prev;
1309         struct llist_node *first;
1310
1311         if (req->flags & (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK))
1312                 flags &= ~IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE;
1313
1314         first = READ_ONCE(ctx->work_llist.first);
1315         do {
1316                 nr_tw_prev = 0;
1317                 if (first) {
1318                         struct io_kiocb *first_req = container_of(first,
1319                                                         struct io_kiocb,
1320                                                         io_task_work.node);
1321                         /*
1322                          * Might be executed at any moment, rely on
1323                          * SLAB_TYPESAFE_BY_RCU to keep it alive.
1324                          */
1325                         nr_tw_prev = READ_ONCE(first_req->nr_tw);
1326                 }
1327                 nr_tw = nr_tw_prev + 1;
1328                 /* Large enough to fail the nr_wait comparison below */
1329                 if (!(flags & IOU_F_TWQ_LAZY_WAKE))
1330                         nr_tw = -1U;
1331
1332                 req->nr_tw = nr_tw;
1333                 req->io_task_work.node.next = first;
1334         } while (!try_cmpxchg(&ctx->work_llist.first, &first,
1335                               &req->io_task_work.node));
1336
1337         if (!first) {
1338                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1339                         atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1340                 if (ctx->has_evfd)
1341                         io_eventfd_signal(ctx);
1342         }
1343
1344         nr_wait = atomic_read(&ctx->cq_wait_nr);
1345         /* no one is waiting */
1346         if (!nr_wait)
1347                 return;
1348         /* either not enough or the previous add has already woken it up */
1349         if (nr_wait > nr_tw || nr_tw_prev >= nr_wait)
1350                 return;
1351         /* pairs with set_current_state() in io_cqring_wait() */
1352         smp_mb__after_atomic();
1353         wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1354 }
1355
1356 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, unsigned flags)
1357 {
1358         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1359         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1360
1361         if (!(flags & IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL) &&
1362             (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
1363                 rcu_read_lock();
1364                 io_req_local_work_add(req, flags);
1365                 rcu_read_unlock();
1366                 return;
1367         }
1368
1369         /* task_work already pending, we're done */
1370         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1371                 return;
1372
1373         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1374                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1375
1376         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1377                 return;
1378
1379         io_fallback_tw(tctx);
1380 }
1381
1382 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1383 {
1384         struct llist_node *node;
1385
1386         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1387         while (node) {
1388                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1389                                                     io_task_work.node);
1390
1391                 node = node->next;
1392                 __io_req_task_work_add(req, IOU_F_TWQ_FORCE_NORMAL);
1393         }
1394 }
1395
1396 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_tw_state *ts)
1397 {
1398         struct llist_node *node;
1399         unsigned int loops = 0;
1400         int ret = 0;
1401
1402         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1403                 return -EEXIST;
1404         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1405                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1406 again:
1407         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1408         while (node) {
1409                 struct llist_node *next = node->next;
1410                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1411                                                     io_task_work.node);
1412                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1413                 req->io_task_work.func(req, ts);
1414                 ret++;
1415                 node = next;
1416         }
1417         loops++;
1418
1419         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1420                 goto again;
1421         if (ts->locked) {
1422                 io_submit_flush_completions(ctx);
1423                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1424                         goto again;
1425         }
1426         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1427         return ret;
1428 }
1429
1430 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1431 {
1432         struct io_tw_state ts = { .locked = true, };
1433         int ret;
1434
1435         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1436                 return 0;
1437
1438         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1439         /* shouldn't happen! */
1440         if (WARN_ON_ONCE(!ts.locked))
1441                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1442         return ret;
1443 }
1444
1445 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1446 {
1447         struct io_tw_state ts = {};
1448         int ret;
1449
1450         ts.locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1451         ret = __io_run_local_work(ctx, &ts);
1452         if (ts.locked)
1453                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1454
1455         return ret;
1456 }
1457
1458 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1459 {
1460         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1461         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1462 }
1463
1464 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1465 {
1466         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1467         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1468         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1469                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1470         else if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
1471                 io_queue_iowq(req, ts);
1472         else
1473                 io_queue_sqe(req);
1474 }
1475
1476 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1477 {
1478         io_req_set_res(req, ret, 0);
1479         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1480         io_req_task_work_add(req);
1481 }
1482
1483 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1484 {
1485         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1486         io_req_task_work_add(req);
1487 }
1488
1489 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1490 {
1491         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1492
1493         if (nxt)
1494                 io_req_task_queue(nxt);
1495 }
1496
1497 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1498         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1499 {
1500         struct task_struct *task = NULL;
1501         int task_refs = 0;
1502
1503         do {
1504                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1505                                                     comp_list);
1506
1507                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1508                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1509                                 node = req->comp_list.next;
1510                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1511                                         continue;
1512                         }
1513                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1514                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1515
1516                                 if (apoll->double_poll)
1517                                         kfree(apoll->double_poll);
1518                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1519                                         kfree(apoll);
1520                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1521                         }
1522                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1523                                 io_queue_next(req);
1524                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1525                                 io_clean_op(req);
1526                 }
1527                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1528                         io_put_file(req->file);
1529
1530                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1531
1532                 if (req->task != task) {
1533                         if (task)
1534                                 io_put_task(task, task_refs);
1535                         task = req->task;
1536                         task_refs = 0;
1537                 }
1538                 task_refs++;
1539                 node = req->comp_list.next;
1540                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1541         } while (node);
1542
1543         if (task)
1544                 io_put_task(task, task_refs);
1545 }
1546
1547 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1548         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1549 {
1550         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1551         struct io_wq_work_node *node;
1552
1553         __io_cq_lock(ctx);
1554         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1555         if (state->cqes_count)
1556                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1557         __wq_list_for_each(node, &state->compl_reqs) {
1558                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1559                                             comp_list);
1560
1561                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1562                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1563                         if (ctx->task_complete) {
1564                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1565                                 io_req_cqe_overflow(req);
1566                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1567                         } else {
1568                                 io_req_cqe_overflow(req);
1569                         }
1570                 }
1571         }
1572         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1573
1574         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1575                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1576                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1577         }
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1582  * was the last reference to this request.
1583  */
1584 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1585 {
1586         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1587
1588         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1589                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1590                         nxt = io_req_find_next(req);
1591                 io_free_req(req);
1592         }
1593         return nxt;
1594 }
1595
1596 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1597 {
1598         /* See comment at the top of this file */
1599         smp_rmb();
1600         return __io_cqring_events(ctx);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1605  * find and complete them.
1606  */
1607 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1608 {
1609         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1610                 return;
1611
1612         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1613         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1614                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1615                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1616                         break;
1617                 /*
1618                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1619                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1620                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1621                  */
1622                 if (need_resched()) {
1623                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1624                         cond_resched();
1625                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1626                 }
1627         }
1628         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1629 }
1630
1631 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1632 {
1633         unsigned int nr_events = 0;
1634         int ret = 0;
1635         unsigned long check_cq;
1636
1637         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1638                 return -EEXIST;
1639
1640         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1641         if (unlikely(check_cq)) {
1642                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1643                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1644                 /*
1645                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1646                  * dropped CQE.
1647                  */
1648                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1649                         return -EBADR;
1650         }
1651         /*
1652          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1653          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1654          * already triggered a CQE (eg in error).
1655          */
1656         if (io_cqring_events(ctx))
1657                 return 0;
1658
1659         do {
1660                 /*
1661                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1662                  * application entering polling for a command before it gets
1663                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1664                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1665                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1666                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1667                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1668                  * very same mutex.
1669                  */
1670                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1671                     io_task_work_pending(ctx)) {
1672                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1673
1674                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1675
1676                         if (task_work_pending(current) ||
1677                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1678                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1679                                 io_run_task_work();
1680                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1681                         }
1682                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1683                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1684                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1685                                 break;
1686                 }
1687                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1688                 if (ret < 0)
1689                         break;
1690                 nr_events += ret;
1691                 ret = 0;
1692         } while (nr_events < min && !need_resched());
1693
1694         return ret;
1695 }
1696
1697 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1698 {
1699         if (ts->locked)
1700                 io_req_complete_defer(req);
1701         else
1702                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1707  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1708  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1709  * accessing the kiocb cookie.
1710  */
1711 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1712 {
1713         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1714         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1715
1716         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1717         if (unlikely(needs_lock))
1718                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1719
1720         /*
1721          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1722          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1723          * different devices.
1724          */
1725         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1726                 ctx->poll_multi_queue = false;
1727         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1728                 struct io_kiocb *list_req;
1729
1730                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1731                                         comp_list);
1732                 if (list_req->file != req->file)
1733                         ctx->poll_multi_queue = true;
1734         }
1735
1736         /*
1737          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1738          * it to the front so we find it first.
1739          */
1740         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1741                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1742         else
1743                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1744
1745         if (unlikely(needs_lock)) {
1746                 /*
1747                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1748                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1749                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1750                  * whether should wake up sq thread.
1751                  */
1752                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1753                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1754                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1755
1756                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1757         }
1758 }
1759
1760 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1761 {
1762         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1767  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1768  * inline.
1769  */
1770 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1771 {
1772         if (S_ISBLK(mode)) {
1773                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1774                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1775                         return true;
1776                 return false;
1777         }
1778         if (S_ISSOCK(mode))
1779                 return true;
1780         if (S_ISREG(mode)) {
1781                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1782                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1783                     !io_is_uring_fops(file))
1784                         return true;
1785                 return false;
1786         }
1787
1788         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1789         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1790                 return true;
1791         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1792 }
1793
1794 /*
1795  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1796  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1797  * inline.
1798  */
1799 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1800 {
1801         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1802         unsigned int res = 0;
1803
1804         if (S_ISREG(mode))
1805                 res |= FFS_ISREG;
1806         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1807                 res |= FFS_NOWAIT;
1808         return res;
1809 }
1810
1811 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1812 {
1813         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1814         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1815         if (req->async_data) {
1816                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1817                 return false;
1818         }
1819         return true;
1820 }
1821
1822 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1823 {
1824         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1825         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1826
1827         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1828         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE) && !req->file)
1829                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1830         if (!cdef->prep_async)
1831                 return 0;
1832         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1833                 return -EFAULT;
1834         if (!def->manual_alloc) {
1835                 if (io_alloc_async_data(req))
1836                         return -EAGAIN;
1837         }
1838         return cdef->prep_async(req);
1839 }
1840
1841 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1842 {
1843         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1844         struct io_kiocb *cur;
1845
1846         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1847         io_for_each_link(cur, req)
1848                 seq--;
1849         return seq;
1850 }
1851
1852 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1853         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1854 {
1855         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1856         struct io_defer_entry *de;
1857         int ret;
1858         u32 seq = io_get_sequence(req);
1859
1860         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1861         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1862         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1863                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1864 queue:
1865                 ctx->drain_active = false;
1866                 io_req_task_queue(req);
1867                 return;
1868         }
1869         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1870
1871         io_prep_async_link(req);
1872         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1873         if (!de) {
1874                 ret = -ENOMEM;
1875                 io_req_defer_failed(req, ret);
1876                 return;
1877         }
1878
1879         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1880         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1881                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1882                 kfree(de);
1883                 goto queue;
1884         }
1885
1886         trace_io_uring_defer(req);
1887         de->req = req;
1888         de->seq = seq;
1889         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1890         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1891 }
1892
1893 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1894 {
1895         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1896                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1897                 io_put_kbuf_comp(req);
1898                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1899         }
1900
1901         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1902                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1903
1904                 if (def->cleanup)
1905                         def->cleanup(req);
1906         }
1907         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1908                 kfree(req->apoll->double_poll);
1909                 kfree(req->apoll);
1910                 req->apoll = NULL;
1911         }
1912         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1913                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1914
1915                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1916         }
1917         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1918                 put_cred(req->creds);
1919         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1920                 kfree(req->async_data);
1921                 req->async_data = NULL;
1922         }
1923         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1924 }
1925
1926 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1927                            unsigned int issue_flags)
1928 {
1929         if (req->file || !def->needs_file)
1930                 return true;
1931
1932         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1933                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1934         else
1935                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1936
1937         return !!req->file;
1938 }
1939
1940 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1941 {
1942         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1943         const struct cred *creds = NULL;
1944         int ret;
1945
1946         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1947                 return -EBADF;
1948
1949         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1950                 creds = override_creds(req->creds);
1951
1952         if (!def->audit_skip)
1953                 audit_uring_entry(req->opcode);
1954
1955         ret = def->issue(req, issue_flags);
1956
1957         if (!def->audit_skip)
1958                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1959
1960         if (creds)
1961                 revert_creds(creds);
1962
1963         if (ret == IOU_OK) {
1964                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1965                         io_req_complete_defer(req);
1966                 else
1967                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1968         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1969                 return ret;
1970
1971         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1972         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1973                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1974
1975         return 0;
1976 }
1977
1978 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, struct io_tw_state *ts)
1979 {
1980         io_tw_lock(req->ctx, ts);
1981         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1982                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1983 }
1984
1985 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1986 {
1987         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1988
1989         req = io_put_req_find_next(req);
1990         return req ? &req->work : NULL;
1991 }
1992
1993 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1994 {
1995         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1996         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1997         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1998         bool needs_poll = false;
1999         int ret = 0, err = -ECANCELED;
2000
2001         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
2002         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
2003                 __io_req_set_refcount(req, 2);
2004         else
2005                 req_ref_get(req);
2006
2007         io_arm_ltimeout(req);
2008
2009         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
2010         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
2011 fail:
2012                 io_req_task_queue_fail(req, err);
2013                 return;
2014         }
2015         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
2016                 err = -EBADF;
2017                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
2018                 goto fail;
2019         }
2020
2021         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
2022                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
2023
2024                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
2025                         needs_poll = true;
2026                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
2027                 }
2028         }
2029
2030         do {
2031                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
2032                 if (ret != -EAGAIN)
2033                         break;
2034                 /*
2035                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
2036                  * forcing a sync submission from here, since we can't
2037                  * wait for request slots on the block side.
2038                  */
2039                 if (!needs_poll) {
2040                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2041                                 break;
2042                         cond_resched();
2043                         continue;
2044                 }
2045
2046                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
2047                         return;
2048                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
2049                 needs_poll = false;
2050                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
2051         } while (1);
2052
2053         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
2054         if (ret < 0)
2055                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
2056 }
2057
2058 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
2059                                       unsigned int issue_flags)
2060 {
2061         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2062         struct file *file = NULL;
2063         unsigned long file_ptr;
2064
2065         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
2066
2067         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
2068                 goto out;
2069         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2070         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2071         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2072         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2073         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2074         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2075         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2076 out:
2077         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2078         return file;
2079 }
2080
2081 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2082 {
2083         struct file *file = fget(fd);
2084
2085         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2086
2087         /* we don't allow fixed io_uring files */
2088         if (file && io_is_uring_fops(file))
2089                 io_req_track_inflight(req);
2090         return file;
2091 }
2092
2093 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2094         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2095 {
2096         struct io_kiocb *linked_timeout;
2097
2098         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2099                 io_req_defer_failed(req, ret);
2100                 return;
2101         }
2102
2103         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2104
2105         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2106         case IO_APOLL_READY:
2107                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2108                 io_req_task_queue(req);
2109                 break;
2110         case IO_APOLL_ABORTED:
2111                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2112                 io_queue_iowq(req, NULL);
2113                 break;
2114         case IO_APOLL_OK:
2115                 break;
2116         }
2117
2118         if (linked_timeout)
2119                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2120 }
2121
2122 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2123         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2124 {
2125         int ret;
2126
2127         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2128
2129         /*
2130          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2131          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2132          */
2133         if (likely(!ret))
2134                 io_arm_ltimeout(req);
2135         else
2136                 io_queue_async(req, ret);
2137 }
2138
2139 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2140         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2141 {
2142         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2143                 /*
2144                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2145                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2146                  */
2147                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2148                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2149                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2150         } else {
2151                 int ret = io_req_prep_async(req);
2152
2153                 if (unlikely(ret)) {
2154                         io_req_defer_failed(req, ret);
2155                         return;
2156                 }
2157
2158                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2159                         io_drain_req(req);
2160                 else
2161                         io_queue_iowq(req, NULL);
2162         }
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2167  *
2168  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2169  */
2170 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2171                                         struct io_kiocb *req,
2172                                         unsigned int sqe_flags)
2173 {
2174         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2175                 return false;
2176
2177         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2178             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2179                 return false;
2180
2181         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2182                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2183                 return false;
2184
2185         return true;
2186 }
2187
2188 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2189 {
2190         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2191         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2192
2193         ctx->drain_active = true;
2194         if (head) {
2195                 /*
2196                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2197                  * the head request and the next request/link after the current
2198                  * link. Considering sequential execution of links,
2199                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2200                  * link.
2201                  */
2202                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2203                 ctx->drain_next = true;
2204         }
2205 }
2206
2207 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2208                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2209         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2210 {
2211         const struct io_issue_def *def;
2212         unsigned int sqe_flags;
2213         int personality;
2214         u8 opcode;
2215
2216         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2217         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2218         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2219         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2220         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2221         req->file = NULL;
2222         req->rsrc_node = NULL;
2223         req->task = current;
2224
2225         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2226                 req->opcode = 0;
2227                 return -EINVAL;
2228         }
2229         def = &io_issue_defs[opcode];
2230         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2231                 /* enforce forwards compatibility on users */
2232                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2233                         return -EINVAL;
2234                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2235                         if (!def->buffer_select)
2236                                 return -EOPNOTSUPP;
2237                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2238                 }
2239                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2240                         ctx->drain_disabled = true;
2241                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2242                         if (ctx->drain_disabled)
2243                                 return -EOPNOTSUPP;
2244                         io_init_req_drain(req);
2245                 }
2246         }
2247         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2248                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2249                         return -EACCES;
2250                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2251                 if (ctx->drain_active)
2252                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2253                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2254                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2255                         ctx->drain_next = false;
2256                         ctx->drain_active = true;
2257                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2258                 }
2259         }
2260
2261         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2262                 return -EINVAL;
2263         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2264                 return -EINVAL;
2265
2266         if (def->needs_file) {
2267                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2268
2269                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2270
2271                 /*
2272                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2273                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2274                  */
2275                 if (state->need_plug && def->plug) {
2276                         state->plug_started = true;
2277                         state->need_plug = false;
2278                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2279                 }
2280         }
2281
2282         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2283         if (personality) {
2284                 int ret;
2285
2286                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2287                 if (!req->creds)
2288                         return -EINVAL;
2289                 get_cred(req->creds);
2290                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2291                 if (ret) {
2292                         put_cred(req->creds);
2293                         return ret;
2294                 }
2295                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2296         }
2297
2298         return def->prep(req, sqe);
2299 }
2300
2301 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2302                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2303 {
2304         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2305         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2306         struct io_kiocb *head = link->head;
2307
2308         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2309
2310         /*
2311          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2312          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2313          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2314          * should find the flag and handle the rest.
2315          */
2316         req_fail_link_node(req, ret);
2317         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2318                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2319
2320         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2321                 if (head) {
2322                         link->last->link = req;
2323                         link->head = NULL;
2324                         req = head;
2325                 }
2326                 io_queue_sqe_fallback(req);
2327                 return ret;
2328         }
2329
2330         if (head)
2331                 link->last->link = req;
2332         else
2333                 link->head = req;
2334         link->last = req;
2335         return 0;
2336 }
2337
2338 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2339                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2340         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2341 {
2342         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2343         int ret;
2344
2345         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2346         if (unlikely(ret))
2347                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2348
2349         trace_io_uring_submit_req(req);
2350
2351         /*
2352          * If we already have a head request, queue this one for async
2353          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2354          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2355          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2356          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2357          */
2358         if (unlikely(link->head)) {
2359                 ret = io_req_prep_async(req);
2360                 if (unlikely(ret))
2361                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2362
2363                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2364                 link->last->link = req;
2365                 link->last = req;
2366
2367                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2368                         return 0;
2369                 /* last request of the link, flush it */
2370                 req = link->head;
2371                 link->head = NULL;
2372                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2373                         goto fallback;
2374
2375         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2376                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2377                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2378                         link->head = req;
2379                         link->last = req;
2380                 } else {
2381 fallback:
2382                         io_queue_sqe_fallback(req);
2383                 }
2384                 return 0;
2385         }
2386
2387         io_queue_sqe(req);
2388         return 0;
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2393  */
2394 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2395 {
2396         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2397
2398         if (unlikely(state->link.head))
2399                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2400         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2401         io_submit_flush_completions(ctx);
2402         if (state->plug_started)
2403                 blk_finish_plug(&state->plug);
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Start submission side cache.
2408  */
2409 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2410                                   unsigned int max_ios)
2411 {
2412         state->plug_started = false;
2413         state->need_plug = max_ios > 2;
2414         state->submit_nr = max_ios;
2415         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2416         state->link.head = NULL;
2417 }
2418
2419 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2420 {
2421         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2422
2423         /*
2424          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2425          * since once we write the new head, the application could
2426          * write new data to them.
2427          */
2428         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2433  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2434  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2435  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2436  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2437  * prevent a re-load down the line.
2438  */
2439 static bool io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, const struct io_uring_sqe **sqe)
2440 {
2441         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2442         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2443
2444         /*
2445          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2446          *
2447          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2448          *    head updates.
2449          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2450          *    though the application is the one updating it.
2451          */
2452         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2453         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2454                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2455                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2456                         head <<= 1;
2457                 *sqe = &ctx->sq_sqes[head];
2458                 return true;
2459         }
2460
2461         /* drop invalid entries */
2462         ctx->cq_extra--;
2463         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2464                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2465         return false;
2466 }
2467
2468 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2469         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2470 {
2471         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2472         unsigned int left;
2473         int ret;
2474
2475         if (unlikely(!entries))
2476                 return 0;
2477         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2478         ret = left = min(nr, entries);
2479         io_get_task_refs(left);
2480         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2481
2482         do {
2483                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2484                 struct io_kiocb *req;
2485
2486                 if (unlikely(!io_alloc_req(ctx, &req)))
2487                         break;
2488                 if (unlikely(!io_get_sqe(ctx, &sqe))) {
2489                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2490                         break;
2491                 }
2492
2493                 /*
2494                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2495                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2496                  */
2497                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2498                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2499                         left--;
2500                         break;
2501                 }
2502         } while (--left);
2503
2504         if (unlikely(left)) {
2505                 ret -= left;
2506                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2507                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2508                         ret = -EAGAIN;
2509                 current->io_uring->cached_refs += left;
2510         }
2511
2512         io_submit_state_end(ctx);
2513          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2514         io_commit_sqring(ctx);
2515         return ret;
2516 }
2517
2518 struct io_wait_queue {
2519         struct wait_queue_entry wq;
2520         struct io_ring_ctx *ctx;
2521         unsigned cq_tail;
2522         unsigned nr_timeouts;
2523         ktime_t timeout;
2524 };
2525
2526 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2527 {
2528         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2529                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2530 }
2531
2532 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2533 {
2534         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2535         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2536
2537         /*
2538          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2539          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2540          * regardless of event count.
2541          */
2542         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2543 }
2544
2545 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2546                             int wake_flags, void *key)
2547 {
2548         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2549
2550         /*
2551          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2552          * the task, and the next invocation will do it.
2553          */
2554         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2555                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2556         return -1;
2557 }
2558
2559 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2560 {
2561         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2562                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2563                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2564                         return 1;
2565         }
2566         if (io_run_task_work() > 0)
2567                 return 1;
2568         if (task_sigpending(current))
2569                 return -EINTR;
2570         return 0;
2571 }
2572
2573 /* when returns >0, the caller should retry */
2574 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2575                                           struct io_wait_queue *iowq)
2576 {
2577         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2578                 return 1;
2579         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2580                 return 1;
2581         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2582                 return 1;
2583         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2584                 return -EINTR;
2585         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2586                 return 0;
2587         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2588                 schedule();
2589         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2590                 return -ETIME;
2591         return 0;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2596  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2597  */
2598 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2599                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2600                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2601 {
2602         struct io_wait_queue iowq;
2603         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2604         int ret;
2605
2606         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2607                 return -EEXIST;
2608         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2609                 io_run_local_work(ctx);
2610         io_run_task_work();
2611         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2612         /* if user messes with these they will just get an early return */
2613         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2614                 return 0;
2615
2616         if (sig) {
2617 #ifdef CONFIG_COMPAT
2618                 if (in_compat_syscall())
2619                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2620                                                       sigsz);
2621                 else
2622 #endif
2623                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2624
2625                 if (ret)
2626                         return ret;
2627         }
2628
2629         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2630         iowq.wq.private = current;
2631         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2632         iowq.ctx = ctx;
2633         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2634         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2635         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2636
2637         if (uts) {
2638                 struct timespec64 ts;
2639
2640                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2641                         return -EFAULT;
2642                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2643         }
2644
2645         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2646         do {
2647                 unsigned long check_cq;
2648
2649                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2650                         int nr_wait = (int) iowq.cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail);
2651
2652                         atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, nr_wait);
2653                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2654                 } else {
2655                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2656                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2657                 }
2658
2659                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2660                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2661                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 0);
2662
2663                 if (ret < 0)
2664                         break;
2665                 /*
2666                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2667                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2668                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2669                  */
2670                 io_run_task_work();
2671                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2672                         io_run_local_work(ctx);
2673
2674                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2675                 if (unlikely(check_cq)) {
2676                         /* let the caller flush overflows, retry */
2677                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2678                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2679                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2680                                 ret = -EBADR;
2681                                 break;
2682                         }
2683                 }
2684
2685                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2686                         ret = 0;
2687                         break;
2688                 }
2689                 cond_resched();
2690         } while (1);
2691
2692         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2693                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2694         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2695
2696         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2697 }
2698
2699 static void io_mem_free(void *ptr)
2700 {
2701         struct page *page;
2702
2703         if (!ptr)
2704                 return;
2705
2706         page = virt_to_head_page(ptr);
2707         if (put_page_testzero(page))
2708                 free_compound_page(page);
2709 }
2710
2711 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2712 {
2713         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2714
2715         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2716 }
2717
2718 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2719                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2720 {
2721         struct io_rings *rings;
2722         size_t off, sq_array_size;
2723
2724         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2725         if (off == SIZE_MAX)
2726                 return SIZE_MAX;
2727         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2728                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2729                         return SIZE_MAX;
2730         }
2731
2732 #ifdef CONFIG_SMP
2733         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2734         if (off == 0)
2735                 return SIZE_MAX;
2736 #endif
2737
2738         if (sq_offset)
2739                 *sq_offset = off;
2740
2741         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2742         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2743                 return SIZE_MAX;
2744
2745         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2746                 return SIZE_MAX;
2747
2748         return off;
2749 }
2750
2751 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2752                                unsigned int eventfd_async)
2753 {
2754         struct io_ev_fd *ev_fd;
2755         __s32 __user *fds = arg;
2756         int fd;
2757
2758         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2759                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2760         if (ev_fd)
2761                 return -EBUSY;
2762
2763         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2764                 return -EFAULT;
2765
2766         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2767         if (!ev_fd)
2768                 return -ENOMEM;
2769
2770         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2771         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2772                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2773                 kfree(ev_fd);
2774                 return ret;
2775         }
2776
2777         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2778         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2779         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2780
2781         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2782         ctx->has_evfd = true;
2783         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2784         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2785         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2786         return 0;
2787 }
2788
2789 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2790 {
2791         struct io_ev_fd *ev_fd;
2792
2793         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2794                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2795         if (ev_fd) {
2796                 ctx->has_evfd = false;
2797                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2798                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2799                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2800                 return 0;
2801         }
2802
2803         return -ENXIO;
2804 }
2805
2806 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2807 {
2808         struct io_kiocb *req;
2809         int nr = 0;
2810
2811         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2812         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2813
2814         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2815                 req = io_extract_req(ctx);
2816                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2817                 nr++;
2818         }
2819         if (nr)
2820                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2821         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2822 }
2823
2824 static void io_rsrc_node_cache_free(struct io_cache_entry *entry)
2825 {
2826         kfree(container_of(entry, struct io_rsrc_node, cache));
2827 }
2828
2829 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2830 {
2831         io_sq_thread_finish(ctx);
2832         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2833         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2834         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2835
2836         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2837         if (ctx->buf_data)
2838                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2839         if (ctx->file_data)
2840                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2841         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2842         io_eventfd_unregister(ctx);
2843         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2844         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2845         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2846         io_destroy_buffers(ctx);
2847         if (ctx->sq_creds)
2848                 put_cred(ctx->sq_creds);
2849         if (ctx->submitter_task)
2850                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2851
2852         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2853         if (ctx->rsrc_node)
2854                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_node);
2855         if (ctx->rsrc_backup_node)
2856                 io_rsrc_node_destroy(ctx, ctx->rsrc_backup_node);
2857
2858         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2859
2860 #if defined(CONFIG_UNIX)
2861         if (ctx->ring_sock) {
2862                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2863                 sock_release(ctx->ring_sock);
2864         }
2865 #endif
2866         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2867
2868         io_alloc_cache_free(&ctx->rsrc_node_cache, io_rsrc_node_cache_free);
2869         if (ctx->mm_account) {
2870                 mmdrop(ctx->mm_account);
2871                 ctx->mm_account = NULL;
2872         }
2873         io_mem_free(ctx->rings);
2874         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2875
2876         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2877         free_uid(ctx->user);
2878         io_req_caches_free(ctx);
2879         if (ctx->hash_map)
2880                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2881         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2882         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2883         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2884         kfree(ctx->io_bl);
2885         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2886         kfree(ctx);
2887 }
2888
2889 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2890 {
2891         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2892                                                poll_wq_task_work);
2893
2894         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2895         ctx->poll_activated = true;
2896         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2897
2898         /*
2899          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2900          * might've been lost due to loose synchronisation.
2901          */
2902         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2903         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2904 }
2905
2906 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2907 {
2908         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2909         /* already activated or in progress */
2910         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2911                 goto out;
2912         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2913                 goto out;
2914         if (!ctx->submitter_task)
2915                 goto out;
2916         /*
2917          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2918          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2919          */
2920         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2921         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2922         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2923                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2924 out:
2925         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2926 }
2927
2928 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2929 {
2930         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2931         __poll_t mask = 0;
2932
2933         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2934                 io_activate_pollwq(ctx);
2935
2936         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2937         /*
2938          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2939          * io_commit_cqring
2940          */
2941         smp_rmb();
2942         if (!io_sqring_full(ctx))
2943                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2944
2945         /*
2946          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2947          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2948          *      CPU0                    CPU1
2949          *      ----                    ----
2950          * lock(&ctx->uring_lock);
2951          *                              lock(&ep->mtx);
2952          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2953          * lock(&ep->mtx);
2954          *
2955          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2956          * pushes them to do the flush.
2957          */
2958
2959         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2960                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2961
2962         return mask;
2963 }
2964
2965 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2966 {
2967         const struct cred *creds;
2968
2969         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2970         if (creds) {
2971                 put_cred(creds);
2972                 return 0;
2973         }
2974
2975         return -EINVAL;
2976 }
2977
2978 struct io_tctx_exit {
2979         struct callback_head            task_work;
2980         struct completion               completion;
2981         struct io_ring_ctx              *ctx;
2982 };
2983
2984 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2985 {
2986         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2987         struct io_tctx_exit *work;
2988
2989         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2990         /*
2991          * When @in_cancel, we're in cancellation and it's racy to remove the
2992          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2993          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2994          * work cancelation off the exec path.
2995          */
2996         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_cancel))
2997                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2998         complete(&work->completion);
2999 }
3000
3001 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3002 {
3003         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3004
3005         return req->ctx == data;
3006 }
3007
3008 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
3009 {
3010         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
3011         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
3012         unsigned long interval = HZ / 20;
3013         struct io_tctx_exit exit;
3014         struct io_tctx_node *node;
3015         int ret;
3016
3017         /*
3018          * If we're doing polled IO and end up having requests being
3019          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
3020          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
3021          * as nobody else will be looking for them.
3022          */
3023         do {
3024                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
3025                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3026                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
3027                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3028                 }
3029
3030                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3031                         io_move_task_work_from_local(ctx);
3032
3033                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
3034                         cond_resched();
3035
3036                 if (ctx->sq_data) {
3037                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
3038                         struct task_struct *tsk;
3039
3040                         io_sq_thread_park(sqd);
3041                         tsk = sqd->thread;
3042                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
3043                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
3044                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3045                         io_sq_thread_unpark(sqd);
3046                 }
3047
3048                 io_req_caches_free(ctx);
3049
3050                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
3051                         /* there is little hope left, don't run it too often */
3052                         interval = HZ * 60;
3053                 }
3054         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
3055
3056         init_completion(&exit.completion);
3057         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
3058         exit.ctx = ctx;
3059         /*
3060          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
3061          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
3062          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
3063          * this lock/unlock section also waits them to finish.
3064          */
3065         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3066         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
3067                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
3068
3069                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
3070                                         ctx_node);
3071                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3072                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3073                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3074                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3075                         continue;
3076
3077                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3078                 wait_for_completion(&exit.completion);
3079                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3080         }
3081         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3082         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3083         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3084
3085         /* pairs with RCU read section in io_req_local_work_add() */
3086         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3087                 synchronize_rcu();
3088
3089         io_ring_ctx_free(ctx);
3090 }
3091
3092 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3093 {
3094         unsigned long index;
3095         struct creds *creds;
3096
3097         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3098         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3099         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3100                 io_unregister_personality(ctx, index);
3101         if (ctx->rings)
3102                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3103         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3104
3105         /*
3106          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3107          * and therefore did not submit any requests
3108          */
3109         if (ctx->rings)
3110                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3111
3112         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3113         /*
3114          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3115          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3116          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3117          * over using system_wq.
3118          */
3119         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3120 }
3121
3122 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3123 {
3124         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3125
3126         file->private_data = NULL;
3127         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3128         return 0;
3129 }
3130
3131 struct io_task_cancel {
3132         struct task_struct *task;
3133         bool all;
3134 };
3135
3136 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3137 {
3138         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3139         struct io_task_cancel *cancel = data;
3140
3141         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3142 }
3143
3144 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3145                                          struct task_struct *task,
3146                                          bool cancel_all)
3147 {
3148         struct io_defer_entry *de;
3149         LIST_HEAD(list);
3150
3151         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3152         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3153                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3154                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3155                         break;
3156                 }
3157         }
3158         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3159         if (list_empty(&list))
3160                 return false;
3161
3162         while (!list_empty(&list)) {
3163                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3164                 list_del_init(&de->list);
3165                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3166                 kfree(de);
3167         }
3168         return true;
3169 }
3170
3171 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3172 {
3173         struct io_tctx_node *node;
3174         enum io_wq_cancel cret;
3175         bool ret = false;
3176
3177         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3178         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3179                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3180
3181                 /*
3182                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3183                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3184                  */
3185                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3186                         continue;
3187                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3188                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3189         }
3190         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3191
3192         return ret;
3193 }
3194
3195 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3196                                                 struct task_struct *task,
3197                                                 bool cancel_all)
3198 {
3199         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3200         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3201         enum io_wq_cancel cret;
3202         bool ret = false;
3203
3204         /* set it so io_req_local_work_add() would wake us up */
3205         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
3206                 atomic_set(&ctx->cq_wait_nr, 1);
3207                 smp_mb();
3208         }
3209
3210         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3211         if (!ctx->rings)
3212                 return false;
3213
3214         if (!task) {
3215                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3216         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3217                 /*
3218                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3219                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3220                  */
3221                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3222                                        &cancel, true);
3223                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3224         }
3225
3226         /* SQPOLL thread does its own polling */
3227         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3228             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3229                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3230                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3231                         ret = true;
3232                         cond_resched();
3233                 }
3234         }
3235
3236         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3237             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3238                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3239         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3240         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3241         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3242         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3243         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3244         if (task)
3245                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3246         return ret;
3247 }
3248
3249 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3250 {
3251         if (tracked)
3252                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3253         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3254 }
3255
3256 /*
3257  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3258  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3259  */
3260 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3261 {
3262         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3263         struct io_ring_ctx *ctx;
3264         struct io_tctx_node *node;
3265         unsigned long index;
3266         s64 inflight;
3267         DEFINE_WAIT(wait);
3268
3269         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3270
3271         if (!current->io_uring)
3272                 return;
3273         if (tctx->io_wq)
3274                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3275
3276         atomic_inc(&tctx->in_cancel);
3277         do {
3278                 bool loop = false;
3279
3280                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3281                 /* read completions before cancelations */
3282                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3283                 if (!inflight)
3284                         break;
3285
3286                 if (!sqd) {
3287                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3288                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3289                                 if (node->ctx->sq_data)
3290                                         continue;
3291                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3292                                                         current, cancel_all);
3293                         }
3294                 } else {
3295                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3296                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3297                                                                      current,
3298                                                                      cancel_all);
3299                 }
3300
3301                 if (loop) {
3302                         cond_resched();
3303                         continue;
3304                 }
3305
3306                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3307                 io_run_task_work();
3308                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3309                 xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3310                         if (!llist_empty(&node->ctx->work_llist)) {
3311                                 WARN_ON_ONCE(node->ctx->submitter_task &&
3312                                              node->ctx->submitter_task != current);
3313                                 goto end_wait;
3314                         }
3315                 }
3316                 /*
3317                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3318                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3319                  * prepare_to_wait().
3320                  */
3321                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3322                         schedule();
3323 end_wait:
3324                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3325         } while (1);
3326
3327         io_uring_clean_tctx(tctx);
3328         if (cancel_all) {
3329                 /*
3330                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3331                  * ->in_cancel set for normal exit.
3332                  */
3333                 atomic_dec(&tctx->in_cancel);
3334                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3335                 __io_uring_free(current);
3336         }
3337 }
3338
3339 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3340 {
3341         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3342 }
3343
3344 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3345                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3346 {
3347         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3348         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3349         struct page *page;
3350         void *ptr;
3351
3352         switch (offset & IORING_OFF_MMAP_MASK) {
3353         case IORING_OFF_SQ_RING:
3354         case IORING_OFF_CQ_RING:
3355                 ptr = ctx->rings;
3356                 break;
3357         case IORING_OFF_SQES:
3358                 ptr = ctx->sq_sqes;
3359                 break;
3360         case IORING_OFF_PBUF_RING: {
3361                 unsigned int bgid;
3362
3363                 bgid = (offset & ~IORING_OFF_MMAP_MASK) >> IORING_OFF_PBUF_SHIFT;
3364                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3365                 ptr = io_pbuf_get_address(ctx, bgid);
3366                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3367                 if (!ptr)
3368                         return ERR_PTR(-EINVAL);
3369                 break;
3370                 }
3371         default:
3372                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3373         }
3374
3375         page = virt_to_head_page(ptr);
3376         if (sz > page_size(page))
3377                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3378
3379         return ptr;
3380 }
3381
3382 #ifdef CONFIG_MMU
3383
3384 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3385 {
3386         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3387         unsigned long pfn;
3388         void *ptr;
3389
3390         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3391         if (IS_ERR(ptr))
3392                 return PTR_ERR(ptr);
3393
3394         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3395         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3396 }
3397
3398 static unsigned long io_uring_mmu_get_unmapped_area(struct file *filp,
3399                         unsigned long addr, unsigned long len,
3400                         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3401 {
3402         const unsigned long mmap_end = arch_get_mmap_end(addr, len, flags);
3403         struct vm_unmapped_area_info info;
3404         void *ptr;
3405
3406         /*
3407          * Do not allow to map to user-provided address to avoid breaking the
3408          * aliasing rules. Userspace is not able to guess the offset address of
3409          * kernel kmalloc()ed memory area.
3410          */
3411         if (addr)
3412                 return -EINVAL;
3413
3414         ptr = io_uring_validate_mmap_request(filp, pgoff, len);
3415         if (IS_ERR(ptr))
3416                 return -ENOMEM;
3417
3418         info.flags = VM_UNMAPPED_AREA_TOPDOWN;
3419         info.length = len;
3420         info.low_limit = max(PAGE_SIZE, mmap_min_addr);
3421         info.high_limit = arch_get_mmap_base(addr, current->mm->mmap_base);
3422 #ifdef SHM_COLOUR
3423         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHM_COLOUR - 1UL);
3424 #else
3425         info.align_mask = PAGE_MASK & (SHMLBA - 1UL);
3426 #endif
3427         info.align_offset = (unsigned long) ptr;
3428
3429         /*
3430          * A failed mmap() very likely causes application failure,
3431          * so fall back to the bottom-up function here. This scenario
3432          * can happen with large stack limits and large mmap()
3433          * allocations.
3434          */
3435         addr = vm_unmapped_area(&info);
3436         if (offset_in_page(addr)) {
3437                 info.flags = 0;
3438                 info.low_limit = TASK_UNMAPPED_BASE;
3439                 info.high_limit = mmap_end;
3440                 addr = vm_unmapped_area(&info);
3441         }
3442
3443         return addr;
3444 }
3445
3446 #else /* !CONFIG_MMU */
3447
3448 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3449 {
3450         return is_nommu_shared_mapping(vma->vm_flags) ? 0 : -EINVAL;
3451 }
3452
3453 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3454 {
3455         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3456 }
3457
3458 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3459         unsigned long addr, unsigned long len,
3460         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3461 {
3462         void *ptr;
3463
3464         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3465         if (IS_ERR(ptr))
3466                 return PTR_ERR(ptr);
3467
3468         return (unsigned long) ptr;
3469 }
3470
3471 #endif /* !CONFIG_MMU */
3472
3473 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3474 {
3475         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3476                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3477
3478                 if (argsz != sizeof(arg))
3479                         return -EINVAL;
3480                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3481                         return -EFAULT;
3482         }
3483         return 0;
3484 }
3485
3486 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3487                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3488                           const sigset_t __user **sig)
3489 {
3490         struct io_uring_getevents_arg arg;
3491
3492         /*
3493          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3494          * is just a pointer to the sigset_t.
3495          */
3496         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3497                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3498                 *ts = NULL;
3499                 return 0;
3500         }
3501
3502         /*
3503          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3504          * timespec and sigset_t pointers if good.
3505          */
3506         if (*argsz != sizeof(arg))
3507                 return -EINVAL;
3508         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3509                 return -EFAULT;
3510         if (arg.pad)
3511                 return -EINVAL;
3512         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3513         *argsz = arg.sigmask_sz;
3514         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3515         return 0;
3516 }
3517
3518 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3519                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3520                 size_t, argsz)
3521 {
3522         struct io_ring_ctx *ctx;
3523         struct fd f;
3524         long ret;
3525
3526         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3527                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3528                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3529                 return -EINVAL;
3530
3531         /*
3532          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3533          * need only dereference our task private array to find it.
3534          */
3535         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3536                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3537
3538                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3539                         return -EINVAL;
3540                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3541                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3542                 f.flags = 0;
3543                 if (unlikely(!f.file))
3544                         return -EBADF;
3545         } else {
3546                 f = fdget(fd);
3547                 if (unlikely(!f.file))
3548                         return -EBADF;
3549                 ret = -EOPNOTSUPP;
3550                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3551                         goto out;
3552         }
3553
3554         ctx = f.file->private_data;
3555         ret = -EBADFD;
3556         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3557                 goto out;
3558
3559         /*
3560          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3561          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3562          * we were asked to.
3563          */
3564         ret = 0;
3565         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3566                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3567
3568                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3569                         ret = -EOWNERDEAD;
3570                         goto out;
3571                 }
3572                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3573                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3574                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3575                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3576
3577                 ret = to_submit;
3578         } else if (to_submit) {
3579                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3580                 if (unlikely(ret))
3581                         goto out;
3582
3583                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3584                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3585                 if (ret != to_submit) {
3586                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3587                         goto out;
3588                 }
3589                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3590                         if (ctx->syscall_iopoll)
3591                                 goto iopoll_locked;
3592                         /*
3593                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3594                          * it should handle ownership problems if any.
3595                          */
3596                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3597                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3598                 }
3599                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3600         }
3601
3602         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3603                 int ret2;
3604
3605                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3606                         /*
3607                          * We disallow the app entering submit/complete with
3608                          * polling, but we still need to lock the ring to
3609                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3610                          * a workqueue.
3611                          */
3612                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3613 iopoll_locked:
3614                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3615                         if (likely(!ret2)) {
3616                                 min_complete = min(min_complete,
3617                                                    ctx->cq_entries);
3618                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3619                         }
3620                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3621                 } else {
3622                         const sigset_t __user *sig;
3623                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3624
3625                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3626                         if (likely(!ret2)) {
3627                                 min_complete = min(min_complete,
3628                                                    ctx->cq_entries);
3629                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3630                                                       argsz, ts);
3631                         }
3632                 }
3633
3634                 if (!ret) {
3635                         ret = ret2;
3636
3637                         /*
3638                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3639                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3640                          * as they are obviously ok with those drops.
3641                          */
3642                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3643                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3644                                           &ctx->check_cq);
3645                 }
3646         }
3647 out:
3648         fdput(f);
3649         return ret;
3650 }
3651
3652 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3653         .release        = io_uring_release,
3654         .mmap           = io_uring_mmap,
3655 #ifndef CONFIG_MMU
3656         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3657         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3658 #else
3659         .get_unmapped_area = io_uring_mmu_get_unmapped_area,
3660 #endif
3661         .poll           = io_uring_poll,
3662 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3663         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3664 #endif
3665 };
3666
3667 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3668 {
3669         return file->f_op == &io_uring_fops;
3670 }
3671
3672 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3673                                          struct io_uring_params *p)
3674 {
3675         struct io_rings *rings;
3676         size_t size, sq_array_offset;
3677
3678         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3679         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3680         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3681
3682         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3683         if (size == SIZE_MAX)
3684                 return -EOVERFLOW;
3685
3686         rings = io_mem_alloc(size);
3687         if (!rings)
3688                 return -ENOMEM;
3689
3690         ctx->rings = rings;
3691         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3692         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3693         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3694         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3695         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3696
3697         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3698                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3699         else
3700                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3701         if (size == SIZE_MAX) {
3702                 io_mem_free(ctx->rings);
3703                 ctx->rings = NULL;
3704                 return -EOVERFLOW;
3705         }
3706
3707         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3708         if (!ctx->sq_sqes) {
3709                 io_mem_free(ctx->rings);
3710                 ctx->rings = NULL;
3711                 return -ENOMEM;
3712         }
3713
3714         return 0;
3715 }
3716
3717 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3718 {
3719         int ret, fd;
3720
3721         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3722         if (fd < 0)
3723                 return fd;
3724
3725         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3726         if (ret) {
3727                 put_unused_fd(fd);
3728                 return ret;
3729         }
3730         fd_install(fd, file);
3731         return fd;
3732 }
3733
3734 /*
3735  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3736  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3737  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3738  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3739  */
3740 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3741 {
3742         struct file *file;
3743 #if defined(CONFIG_UNIX)
3744         int ret;
3745
3746         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3747                                 &ctx->ring_sock);
3748         if (ret)
3749                 return ERR_PTR(ret);
3750 #endif
3751
3752         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3753                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3754 #if defined(CONFIG_UNIX)
3755         if (IS_ERR(file)) {
3756                 sock_release(ctx->ring_sock);
3757                 ctx->ring_sock = NULL;
3758         } else {
3759                 ctx->ring_sock->file = file;
3760         }
3761 #endif
3762         return file;
3763 }
3764
3765 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3766                                   struct io_uring_params __user *params)
3767 {
3768         struct io_ring_ctx *ctx;
3769         struct file *file;
3770         int ret;
3771
3772         if (!entries)
3773                 return -EINVAL;
3774         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3775                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3776                         return -EINVAL;
3777                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3778         }
3779
3780         /*
3781          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3782          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3783          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3784          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3785          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3786          * of CQ ring entries manually.
3787          */
3788         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3789         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3790                 /*
3791                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3792                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3793                  * any cq vs sq ring sizing.
3794                  */
3795                 if (!p->cq_entries)
3796                         return -EINVAL;
3797                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3798                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3799                                 return -EINVAL;
3800                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3801                 }
3802                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3803                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3804                         return -EINVAL;
3805         } else {
3806                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3807         }
3808
3809         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3810         if (!ctx)
3811                 return -ENOMEM;
3812
3813         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3814             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3815             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3816                 ctx->task_complete = true;
3817
3818         /*
3819          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3820          * purposes, see io_activate_pollwq()
3821          */
3822         if (!ctx->task_complete)
3823                 ctx->poll_activated = true;
3824
3825         /*
3826          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3827          * space applications don't need to do io completion events
3828          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3829          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3830          */
3831         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3832             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3833                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3834
3835         ctx->compat = in_compat_syscall();
3836         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3837                 ctx->user = get_uid(current_user());
3838
3839         /*
3840          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3841          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3842          */
3843         ret = -EINVAL;
3844         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3845                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3846                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3847                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3848                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3849                         goto err;
3850                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3851         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3852                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3853         } else {
3854                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3855                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3856                         goto err;
3857                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3858         }
3859
3860         /*
3861          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3862          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3863          * that.
3864          */
3865         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3866             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3867                 goto err;
3868         }
3869
3870         /*
3871          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3872          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3873          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3874          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3875          */
3876         mmgrab(current->mm);
3877         ctx->mm_account = current->mm;
3878
3879         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3880         if (ret)
3881                 goto err;
3882
3883         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3884         if (ret)
3885                 goto err;
3886         /* always set a rsrc node */
3887         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3888         if (ret)
3889                 goto err;
3890         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3891
3892         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3893         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3894         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3895         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3896         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3897         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3898         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3899         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3900
3901         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3902         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3903         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3904         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3905         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3906         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3907         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3908         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3909
3910         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3911                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3912                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3913                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3914                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3915                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3916                         IORING_FEAT_LINKED_FILE | IORING_FEAT_REG_REG_RING;
3917
3918         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3919                 ret = -EFAULT;
3920                 goto err;
3921         }
3922
3923         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3924             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3925                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3926
3927         file = io_uring_get_file(ctx);
3928         if (IS_ERR(file)) {
3929                 ret = PTR_ERR(file);
3930                 goto err;
3931         }
3932
3933         /*
3934          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3935          * having closed it before we finish setup
3936          */
3937         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3938         if (ret < 0) {
3939                 /* fput will clean it up */
3940                 fput(file);
3941                 return ret;
3942         }
3943
3944         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3945         return ret;
3946 err:
3947         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3948         return ret;
3949 }
3950
3951 /*
3952  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3953  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3954  * params structure passed in.
3955  */
3956 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3957 {
3958         struct io_uring_params p;
3959         int i;
3960
3961         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3962                 return -EFAULT;
3963         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3964                 if (p.resv[i])
3965                         return -EINVAL;
3966         }
3967
3968         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3969                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3970                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3971                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3972                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3973                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3974                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3975                 return -EINVAL;
3976
3977         return io_uring_create(entries, &p, params);
3978 }
3979
3980 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3981                 struct io_uring_params __user *, params)
3982 {
3983         return io_uring_setup(entries, params);
3984 }
3985
3986 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3987                            unsigned nr_args)
3988 {
3989         struct io_uring_probe *p;
3990         size_t size;
3991         int i, ret;
3992
3993         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3994         if (size == SIZE_MAX)
3995                 return -EOVERFLOW;
3996         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3997         if (!p)
3998                 return -ENOMEM;
3999
4000         ret = -EFAULT;
4001         if (copy_from_user(p, arg, size))
4002                 goto out;
4003         ret = -EINVAL;
4004         if (memchr_inv(p, 0, size))
4005                 goto out;
4006
4007         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
4008         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
4009                 nr_args = IORING_OP_LAST;
4010
4011         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4012                 p->ops[i].op = i;
4013                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
4014                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
4015         }
4016         p->ops_len = i;
4017
4018         ret = 0;
4019         if (copy_to_user(arg, p, size))
4020                 ret = -EFAULT;
4021 out:
4022         kfree(p);
4023         return ret;
4024 }
4025
4026 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
4027 {
4028         const struct cred *creds;
4029         u32 id;
4030         int ret;
4031
4032         creds = get_current_cred();
4033
4034         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
4035                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
4036         if (ret < 0) {
4037                 put_cred(creds);
4038                 return ret;
4039         }
4040         return id;
4041 }
4042
4043 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
4044                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
4045 {
4046         struct io_uring_restriction *res;
4047         size_t size;
4048         int i, ret;
4049
4050         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
4051         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4052                 return -EBADFD;
4053
4054         /* We allow only a single restrictions registration */
4055         if (ctx->restrictions.registered)
4056                 return -EBUSY;
4057
4058         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
4059                 return -EINVAL;
4060
4061         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
4062         if (size == SIZE_MAX)
4063                 return -EOVERFLOW;
4064
4065         res = memdup_user(arg, size);
4066         if (IS_ERR(res))
4067                 return PTR_ERR(res);
4068
4069         ret = 0;
4070
4071         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
4072                 switch (res[i].opcode) {
4073                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
4074                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
4075                                 ret = -EINVAL;
4076                                 goto out;
4077                         }
4078
4079                         __set_bit(res[i].register_op,
4080                                   ctx->restrictions.register_op);
4081                         break;
4082                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
4083                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
4084                                 ret = -EINVAL;
4085                                 goto out;
4086                         }
4087
4088                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
4089                         break;
4090                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
4091                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
4092                         break;
4093                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
4094                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
4095                         break;
4096                 default:
4097                         ret = -EINVAL;
4098                         goto out;
4099                 }
4100         }
4101
4102 out:
4103         /* Reset all restrictions if an error happened */
4104         if (ret != 0)
4105                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
4106         else
4107                 ctx->restrictions.registered = true;
4108
4109         kfree(res);
4110         return ret;
4111 }
4112
4113 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
4114 {
4115         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
4116                 return -EBADFD;
4117
4118         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
4119                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
4120                 /*
4121                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
4122                  * submitter_task is set.
4123                  */
4124                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
4125                         io_activate_pollwq(ctx);
4126         }
4127
4128         if (ctx->restrictions.registered)
4129                 ctx->restricted = 1;
4130
4131         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
4132         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
4133                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
4134         return 0;
4135 }
4136
4137 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
4138                                        void __user *arg, unsigned len)
4139 {
4140         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4141         cpumask_var_t new_mask;
4142         int ret;
4143
4144         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4145                 return -EINVAL;
4146
4147         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4148                 return -ENOMEM;
4149
4150         cpumask_clear(new_mask);
4151         if (len > cpumask_size())
4152                 len = cpumask_size();
4153
4154         if (in_compat_syscall()) {
4155                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4156                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4157                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4158         } else {
4159                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4160         }
4161
4162         if (ret) {
4163                 free_cpumask_var(new_mask);
4164                 return -EFAULT;
4165         }
4166
4167         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4168         free_cpumask_var(new_mask);
4169         return ret;
4170 }
4171
4172 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4173 {
4174         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4175
4176         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4177                 return -EINVAL;
4178
4179         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4180 }
4181
4182 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4183                                                void __user *arg)
4184         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4185 {
4186         struct io_tctx_node *node;
4187         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4188         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4189         __u32 new_count[2];
4190         int i, ret;
4191
4192         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4193                 return -EFAULT;
4194         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4195                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4196                         return -EINVAL;
4197
4198         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4199                 sqd = ctx->sq_data;
4200                 if (sqd) {
4201                         /*
4202                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4203                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4204                          * a ref to the ctx.
4205                          */
4206                         refcount_inc(&sqd->refs);
4207                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4208                         mutex_lock(&sqd->lock);
4209                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4210                         if (sqd->thread)
4211                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4212                 }
4213         } else {
4214                 tctx = current->io_uring;
4215         }
4216
4217         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4218
4219         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4220                 if (new_count[i])
4221                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4222         ctx->iowq_limits_set = true;
4223
4224         if (tctx && tctx->io_wq) {
4225                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4226                 if (ret)
4227                         goto err;
4228         } else {
4229                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4230         }
4231
4232         if (sqd) {
4233                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4234                 io_put_sq_data(sqd);
4235         }
4236
4237         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4238                 return -EFAULT;
4239
4240         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4241         if (sqd)
4242                 return 0;
4243
4244         /* now propagate the restriction to all registered users */
4245         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4246                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4247
4248                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4249                         continue;
4250
4251                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4252                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4253                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4254                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4255         }
4256         return 0;
4257 err:
4258         if (sqd) {
4259                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4260                 io_put_sq_data(sqd);
4261         }
4262         return ret;
4263 }
4264
4265 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4266                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4267         __releases(ctx->uring_lock)
4268         __acquires(ctx->uring_lock)
4269 {
4270         int ret;
4271
4272         /*
4273          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4274          * dying as we're holding a file ref here.
4275          */
4276         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4277                 return -ENXIO;
4278
4279         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4280                 return -EEXIST;
4281
4282         if (ctx->restricted) {
4283                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4284                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4285                         return -EACCES;
4286         }
4287
4288         switch (opcode) {
4289         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4290                 ret = -EFAULT;
4291                 if (!arg)
4292                         break;
4293                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4294                 break;
4295         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4296                 ret = -EINVAL;
4297                 if (arg || nr_args)
4298                         break;
4299                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4300                 break;
4301         case IORING_REGISTER_FILES:
4302                 ret = -EFAULT;
4303                 if (!arg)
4304                         break;
4305                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4306                 break;
4307         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4308                 ret = -EINVAL;
4309                 if (arg || nr_args)
4310                         break;
4311                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4312                 break;
4313         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4314                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4315                 break;
4316         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4317                 ret = -EINVAL;
4318                 if (nr_args != 1)
4319                         break;
4320                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4321                 break;
4322         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4323                 ret = -EINVAL;
4324                 if (nr_args != 1)
4325                         break;
4326                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4327                 break;
4328         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4329                 ret = -EINVAL;
4330                 if (arg || nr_args)
4331                         break;
4332                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4333                 break;
4334         case IORING_REGISTER_PROBE:
4335                 ret = -EINVAL;
4336                 if (!arg || nr_args > 256)
4337                         break;
4338                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4339                 break;
4340         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4341                 ret = -EINVAL;
4342                 if (arg || nr_args)
4343                         break;
4344                 ret = io_register_personality(ctx);
4345                 break;
4346         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4347                 ret = -EINVAL;
4348                 if (arg)
4349                         break;
4350                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4351                 break;
4352         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4353                 ret = -EINVAL;
4354                 if (arg || nr_args)
4355                         break;
4356                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4357                 break;
4358         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4359                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4360                 break;
4361         case IORING_REGISTER_FILES2:
4362                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4363                 break;
4364         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4365                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4366                                               IORING_RSRC_FILE);
4367                 break;
4368         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4369                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4370                 break;
4371         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4372                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4373                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4374                 break;
4375         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4376                 ret = -EINVAL;
4377                 if (!arg || !nr_args)
4378                         break;
4379                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4380                 break;
4381         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4382                 ret = -EINVAL;
4383                 if (arg || nr_args)
4384                         break;
4385                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4386                 break;
4387         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4388                 ret = -EINVAL;
4389                 if (!arg || nr_args != 2)
4390                         break;
4391                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4392                 break;
4393         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4394                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4395                 break;
4396         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4397                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4398                 break;
4399         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4400                 ret = -EINVAL;
4401                 if (!arg || nr_args != 1)
4402                         break;
4403                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4404                 break;
4405         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4406                 ret = -EINVAL;
4407                 if (!arg || nr_args != 1)
4408                         break;
4409                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4410                 break;
4411         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4412                 ret = -EINVAL;
4413                 if (!arg || nr_args != 1)
4414                         break;
4415                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4416                 break;
4417         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4418                 ret = -EINVAL;
4419                 if (!arg || nr_args)
4420                         break;
4421                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4422                 break;
4423         default:
4424                 ret = -EINVAL;
4425                 break;
4426         }
4427
4428         return ret;
4429 }
4430
4431 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4432                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4433 {
4434         struct io_ring_ctx *ctx;
4435         long ret = -EBADF;
4436         struct fd f;
4437         bool use_registered_ring;
4438
4439         use_registered_ring = !!(opcode & IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING);
4440         opcode &= ~IORING_REGISTER_USE_REGISTERED_RING;
4441
4442         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4443                 return -EINVAL;
4444
4445         if (use_registered_ring) {
4446                 /*
4447                  * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
4448                  * need only dereference our task private array to find it.
4449                  */
4450                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4451
4452                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
4453                         return -EINVAL;
4454                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
4455                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
4456                 f.flags = 0;
4457                 if (unlikely(!f.file))
4458                         return -EBADF;
4459         } else {
4460                 f = fdget(fd);
4461                 if (unlikely(!f.file))
4462                         return -EBADF;
4463                 ret = -EOPNOTSUPP;
4464                 if (!io_is_uring_fops(f.file))
4465                         goto out_fput;
4466         }
4467
4468         ctx = f.file->private_data;
4469
4470         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4471         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4472         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4473         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4474 out_fput:
4475         fdput(f);
4476         return ret;
4477 }
4478
4479 static int __init io_uring_init(void)
4480 {
4481 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4482         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4483         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4484 } while (0)
4485
4486 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4487         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4488 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4489         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4490         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4491         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4492         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4493         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4494         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4495         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4496         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4497         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4498         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4499         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4500         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4501         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4502         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4503         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4504         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4505         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4506         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4507         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4508         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4509         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4510         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4511         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4512         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4513         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4514         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4515         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4516         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4517         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4518         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4519         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4520         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4521         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4522         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4523         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4524         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4525         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4526         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4527         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4528         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4529         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4530         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4531         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4532         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4533
4534         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4535                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4536         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4537                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4538
4539         /* ->buf_index is u16 */
4540         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4541         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4542                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4543
4544         /* should fit into one byte */
4545         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4546         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4547         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4548
4549         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4550
4551         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4552
4553         io_uring_optable_init();
4554
4555         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4556                                 SLAB_ACCOUNT | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU);
4557         return 0;
4558 };
4559 __initcall(io_uring_init);