b5245c5d102ca66fa74a536e88120098ae36b869
[platform/kernel/linux-starfive.git] / io_uring / io_uring.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Shared application/kernel submission and completion ring pairs, for
4  * supporting fast/efficient IO.
5  *
6  * A note on the read/write ordering memory barriers that are matched between
7  * the application and kernel side.
8  *
9  * After the application reads the CQ ring tail, it must use an
10  * appropriate smp_rmb() to pair with the smp_wmb() the kernel uses
11  * before writing the tail (using smp_load_acquire to read the tail will
12  * do). It also needs a smp_mb() before updating CQ head (ordering the
13  * entry load(s) with the head store), pairing with an implicit barrier
14  * through a control-dependency in io_get_cqe (smp_store_release to
15  * store head will do). Failure to do so could lead to reading invalid
16  * CQ entries.
17  *
18  * Likewise, the application must use an appropriate smp_wmb() before
19  * writing the SQ tail (ordering SQ entry stores with the tail store),
20  * which pairs with smp_load_acquire in io_get_sqring (smp_store_release
21  * to store the tail will do). And it needs a barrier ordering the SQ
22  * head load before writing new SQ entries (smp_load_acquire to read
23  * head will do).
24  *
25  * When using the SQ poll thread (IORING_SETUP_SQPOLL), the application
26  * needs to check the SQ flags for IORING_SQ_NEED_WAKEUP *after*
27  * updating the SQ tail; a full memory barrier smp_mb() is needed
28  * between.
29  *
30  * Also see the examples in the liburing library:
31  *
32  *      git://git.kernel.dk/liburing
33  *
34  * io_uring also uses READ/WRITE_ONCE() for _any_ store or load that happens
35  * from data shared between the kernel and application. This is done both
36  * for ordering purposes, but also to ensure that once a value is loaded from
37  * data that the application could potentially modify, it remains stable.
38  *
39  * Copyright (C) 2018-2019 Jens Axboe
40  * Copyright (c) 2018-2019 Christoph Hellwig
41  */
42 #include <linux/kernel.h>
43 #include <linux/init.h>
44 #include <linux/errno.h>
45 #include <linux/syscalls.h>
46 #include <net/compat.h>
47 #include <linux/refcount.h>
48 #include <linux/uio.h>
49 #include <linux/bits.h>
50
51 #include <linux/sched/signal.h>
52 #include <linux/fs.h>
53 #include <linux/file.h>
54 #include <linux/fdtable.h>
55 #include <linux/mm.h>
56 #include <linux/mman.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/bvec.h>
60 #include <linux/net.h>
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/af_unix.h>
63 #include <net/scm.h>
64 #include <linux/anon_inodes.h>
65 #include <linux/sched/mm.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67 #include <linux/nospec.h>
68 #include <linux/highmem.h>
69 #include <linux/fsnotify.h>
70 #include <linux/fadvise.h>
71 #include <linux/task_work.h>
72 #include <linux/io_uring.h>
73 #include <linux/audit.h>
74 #include <linux/security.h>
75
76 #define CREATE_TRACE_POINTS
77 #include <trace/events/io_uring.h>
78
79 #include <uapi/linux/io_uring.h>
80
81 #include "io-wq.h"
82
83 #include "io_uring.h"
84 #include "opdef.h"
85 #include "refs.h"
86 #include "tctx.h"
87 #include "sqpoll.h"
88 #include "fdinfo.h"
89 #include "kbuf.h"
90 #include "rsrc.h"
91 #include "cancel.h"
92 #include "net.h"
93 #include "notif.h"
94
95 #include "timeout.h"
96 #include "poll.h"
97 #include "alloc_cache.h"
98
99 #define IORING_MAX_ENTRIES      32768
100 #define IORING_MAX_CQ_ENTRIES   (2 * IORING_MAX_ENTRIES)
101
102 #define IORING_MAX_RESTRICTIONS (IORING_RESTRICTION_LAST + \
103                                  IORING_REGISTER_LAST + IORING_OP_LAST)
104
105 #define SQE_COMMON_FLAGS (IOSQE_FIXED_FILE | IOSQE_IO_LINK | \
106                           IOSQE_IO_HARDLINK | IOSQE_ASYNC)
107
108 #define SQE_VALID_FLAGS (SQE_COMMON_FLAGS | IOSQE_BUFFER_SELECT | \
109                         IOSQE_IO_DRAIN | IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
110
111 #define IO_REQ_CLEAN_FLAGS (REQ_F_BUFFER_SELECTED | REQ_F_NEED_CLEANUP | \
112                                 REQ_F_POLLED | REQ_F_INFLIGHT | REQ_F_CREDS | \
113                                 REQ_F_ASYNC_DATA)
114
115 #define IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS (REQ_F_REFCOUNT | REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK |\
116                                  IO_REQ_CLEAN_FLAGS)
117
118 #define IO_TCTX_REFS_CACHE_NR   (1U << 10)
119
120 #define IO_COMPL_BATCH                  32
121 #define IO_REQ_ALLOC_BATCH              8
122
123 enum {
124         IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT,
125         IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
126 };
127
128 enum {
129         IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT,
130         IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT,
131 };
132
133 struct io_defer_entry {
134         struct list_head        list;
135         struct io_kiocb         *req;
136         u32                     seq;
137 };
138
139 /* requests with any of those set should undergo io_disarm_next() */
140 #define IO_DISARM_MASK (REQ_F_ARM_LTIMEOUT | REQ_F_LINK_TIMEOUT | REQ_F_FAIL)
141 #define IO_REQ_LINK_FLAGS (REQ_F_LINK | REQ_F_HARDLINK)
142
143 static bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
144                                          struct task_struct *task,
145                                          bool cancel_all);
146
147 static void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req);
148 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req);
149 static void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req);
150 static void io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx);
151 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx);
152
153 static struct kmem_cache *req_cachep;
154
155 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
156 {
157 #if defined(CONFIG_UNIX)
158         if (io_is_uring_fops(file)) {
159                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
160
161                 return ctx->ring_sock->sk;
162         }
163 #endif
164         return NULL;
165 }
166 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
167
168 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
169 {
170         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs))
171                 __io_submit_flush_completions(ctx);
172 }
173
174 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
175 {
176         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
177 }
178
179 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
180 {
181         struct io_kiocb *req;
182
183         io_for_each_link(req, head) {
184                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
185                         return true;
186         }
187         return false;
188 }
189
190 /*
191  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
192  * User must not hold timeout_lock.
193  */
194 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
195                         bool cancel_all)
196 {
197         bool matched;
198
199         if (task && head->task != task)
200                 return false;
201         if (cancel_all)
202                 return true;
203
204         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
205                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
206
207                 /* protect against races with linked timeouts */
208                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
209                 matched = io_match_linked(head);
210                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
211         } else {
212                 matched = io_match_linked(head);
213         }
214         return matched;
215 }
216
217 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
218 {
219         req_set_fail(req);
220         io_req_set_res(req, res, 0);
221 }
222
223 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
224 {
225         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
226 }
227
228 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
229 {
230         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
231
232         complete(&ctx->ref_comp);
233 }
234
235 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
238                                                 fallback_work.work);
239         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
240         struct io_kiocb *req, *tmp;
241         bool locked = false;
242
243         percpu_ref_get(&ctx->refs);
244         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
245                 req->io_task_work.func(req, &locked);
246
247         if (locked) {
248                 io_submit_flush_completions(ctx);
249                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
250         }
251         percpu_ref_put(&ctx->refs);
252 }
253
254 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
255 {
256         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
257         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
258
259         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
260         if (!table->hbs)
261                 return -ENOMEM;
262
263         table->hash_bits = bits;
264         init_hash_table(table, hash_buckets);
265         return 0;
266 }
267
268 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
269 {
270         struct io_ring_ctx *ctx;
271         int hash_bits;
272
273         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
274         if (!ctx)
275                 return NULL;
276
277         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
278
279         /*
280          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
281          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
282          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
283          */
284         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
285         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
286         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
287                 goto err;
288         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
289                 goto err;
290
291         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
292         if (!ctx->dummy_ubuf)
293                 goto err;
294         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
295         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
296
297         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
298                             0, GFP_KERNEL))
299                 goto err;
300
301         ctx->flags = p->flags;
302         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
303         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
304         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
305         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
306         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
307         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
308         init_completion(&ctx->ref_comp);
309         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
310         mutex_init(&ctx->uring_lock);
311         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
312         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
313         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
314         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
315         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
316         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
317         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
318         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
319         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
320         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
321         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
322         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
323         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
324         init_llist_head(&ctx->work_llist);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
326         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
327         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
328         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
329         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
330         return ctx;
331 err:
332         kfree(ctx->dummy_ubuf);
333         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
334         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
335         kfree(ctx->io_bl);
336         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
337         kfree(ctx);
338         return NULL;
339 }
340
341 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
342 {
343         struct io_rings *r = ctx->rings;
344
345         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
346         ctx->cq_extra--;
347 }
348
349 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
350 {
351         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
352                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
353
354                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
355         }
356
357         return false;
358 }
359
360 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
361 {
362         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
363                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
364                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
365         }
366 }
367
368 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
371                 return NULL;
372
373         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
374         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
375
376         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
377         io_req_set_refcount(req);
378         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
379         return req->link;
380 }
381
382 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
383 {
384         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
385                 return NULL;
386         return __io_prep_linked_timeout(req);
387 }
388
389 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
390 {
391         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
392 }
393
394 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
395 {
396         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
397                 __io_arm_ltimeout(req);
398 }
399
400 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
401 {
402         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
403         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
404
405         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
406                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
407                 req->creds = get_current_cred();
408         }
409
410         req->work.list.next = NULL;
411         req->work.flags = 0;
412         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
413         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
414                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
415
416         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
417                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
418
419         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
420                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
421                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
422         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
423                 if (def->unbound_nonreg_file)
424                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
425         }
426 }
427
428 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
429 {
430         struct io_kiocb *cur;
431
432         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
433                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
434
435                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
436                 io_for_each_link(cur, req)
437                         io_prep_async_work(cur);
438                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
439         } else {
440                 io_for_each_link(cur, req)
441                         io_prep_async_work(cur);
442         }
443 }
444
445 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
446 {
447         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
448         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
449
450         BUG_ON(!tctx);
451         BUG_ON(!tctx->io_wq);
452
453         /* init ->work of the whole link before punting */
454         io_prep_async_link(req);
455
456         /*
457          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
458          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
459          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
460          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
461          * worker for it).
462          */
463         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
464                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
465
466         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
467         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
468         if (link)
469                 io_queue_linked_timeout(link);
470 }
471
472 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
473 {
474         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
475                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
476                                                 struct io_defer_entry, list);
477
478                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
479                         break;
480                 list_del_init(&de->list);
481                 io_req_task_queue(de->req);
482                 kfree(de);
483         }
484 }
485
486
487 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
488 {
489         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
490         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
491
492         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
493                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
494
495         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
496          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
497          * it regardless.
498          */
499         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
500                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
501                 kfree(ev_fd);
502         }
503 }
504
505 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
506 {
507         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
508
509         rcu_read_lock();
510         /*
511          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
512          * and eventfd_signal
513          */
514         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
515
516         /*
517          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
518          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
519          * the function and rcu_read_lock.
520          */
521         if (unlikely(!ev_fd))
522                 goto out;
523         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
524                 goto out;
525         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
526                 goto out;
527
528         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
529                 eventfd_signal(ev_fd->cq_ev_fd, 1);
530         } else {
531                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
532                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
533                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
534                 else
535                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
536         }
537
538 out:
539         rcu_read_unlock();
540 }
541
542 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
543 {
544         bool skip;
545
546         spin_lock(&ctx->completion_lock);
547
548         /*
549          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
550          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
551          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
552          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
553          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
554          * posted to the CQ ring.
555          */
556         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
557         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
558         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
559         if (skip)
560                 return;
561
562         io_eventfd_signal(ctx);
563 }
564
565 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
566 {
567         if (ctx->off_timeout_used || ctx->drain_active) {
568                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
569                 if (ctx->off_timeout_used)
570                         io_flush_timeouts(ctx);
571                 if (ctx->drain_active)
572                         io_queue_deferred(ctx);
573                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
574         }
575         if (ctx->has_evfd)
576                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
577 }
578
579 static inline void io_cqring_ev_posted(struct io_ring_ctx *ctx)
580 {
581         io_commit_cqring_flush(ctx);
582         io_cqring_wake(ctx);
583 }
584
585 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
586         __releases(ctx->completion_lock)
587 {
588         io_commit_cqring(ctx);
589         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
590         io_cqring_ev_posted(ctx);
591 }
592
593 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
594 {
595         __io_cq_unlock_post(ctx);
596 }
597
598 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
599 static bool __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx, bool force)
600 {
601         bool all_flushed;
602         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
603
604         if (!force && __io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
605                 return false;
606
607         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
608                 cqe_size <<= 1;
609
610         io_cq_lock(ctx);
611         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
612                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe(ctx);
613                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
614
615                 if (!cqe && !force)
616                         break;
617                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
618                                         struct io_overflow_cqe, list);
619                 if (cqe)
620                         memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
621                 else
622                         io_account_cq_overflow(ctx);
623
624                 list_del(&ocqe->list);
625                 kfree(ocqe);
626         }
627
628         all_flushed = list_empty(&ctx->cq_overflow_list);
629         if (all_flushed) {
630                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
631                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
632         }
633
634         io_cq_unlock_post(ctx);
635         return all_flushed;
636 }
637
638 static bool io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
639 {
640         bool ret = true;
641
642         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
643                 /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
644                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
645                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
646                 ret = __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
647                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
648                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
649         }
650
651         return ret;
652 }
653
654 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
655 {
656         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
657
658         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
659         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
660                 wake_up(&tctx->wait);
661         put_task_struct_many(task, nr);
662 }
663
664 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
665 {
666         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
667
668         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
669         refcount_add(refill, &current->usage);
670         tctx->cached_refs += refill;
671 }
672
673 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
674 {
675         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
676         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
677
678         if (refs) {
679                 tctx->cached_refs = 0;
680                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
681                 put_task_struct_many(task, refs);
682         }
683 }
684
685 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
686                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
687 {
688         struct io_overflow_cqe *ocqe;
689         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
690         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
691
692         if (is_cqe32)
693                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
694
695         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
696         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
697         if (!ocqe) {
698                 /*
699                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
700                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
701                  * on the floor.
702                  */
703                 io_account_cq_overflow(ctx);
704                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
705                 return false;
706         }
707         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
708                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
709                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
710
711         }
712         ocqe->cqe.user_data = user_data;
713         ocqe->cqe.res = res;
714         ocqe->cqe.flags = cflags;
715         if (is_cqe32) {
716                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
717                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
718         }
719         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
720         return true;
721 }
722
723 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
724 {
725         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
726                 req->extra1 = 0;
727                 req->extra2 = 0;
728         }
729         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
730                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
731                                         req->extra1, req->extra2);
732 }
733
734 /*
735  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
736  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
737  * fill the cq entry
738  */
739 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx)
740 {
741         struct io_rings *rings = ctx->rings;
742         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
743         unsigned int free, queued, len;
744
745
746         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
747         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
748         free = ctx->cq_entries - queued;
749         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
750         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
751         if (!len)
752                 return NULL;
753
754         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
755                 off <<= 1;
756                 len <<= 1;
757         }
758
759         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
760         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
761
762         ctx->cached_cq_tail++;
763         ctx->cqe_cached++;
764         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
765                 ctx->cqe_cached++;
766         return &rings->cqes[off];
767 }
768
769 bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
770                      bool allow_overflow)
771 {
772         struct io_uring_cqe *cqe;
773
774         ctx->cq_extra++;
775
776         /*
777          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
778          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
779          * the ring.
780          */
781         cqe = io_get_cqe(ctx);
782         if (likely(cqe)) {
783                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
784
785                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
786                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
787                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
788
789                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
790                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
791                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
792                 }
793                 return true;
794         }
795
796         if (allow_overflow)
797                 return io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
798
799         return false;
800 }
801
802 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx,
803                      u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
804                      bool allow_overflow)
805 {
806         bool filled;
807
808         io_cq_lock(ctx);
809         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
810         io_cq_unlock_post(ctx);
811         return filled;
812 }
813
814 static void __io_req_complete_put(struct io_kiocb *req)
815 {
816         /*
817          * If we're the last reference to this request, add to our locked
818          * free_list cache.
819          */
820         if (req_ref_put_and_test(req)) {
821                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
822
823                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
824                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
825                                 io_disarm_next(req);
826                         if (req->link) {
827                                 io_req_task_queue(req->link);
828                                 req->link = NULL;
829                         }
830                 }
831                 io_req_put_rsrc(req);
832                 /*
833                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
834                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
835                  * deadlocks.
836                  */
837                 io_put_kbuf_comp(req);
838                 io_dismantle_req(req);
839                 io_put_task(req->task, 1);
840                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
841                 ctx->locked_free_nr++;
842         }
843 }
844
845 void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
846 {
847         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
848                 __io_fill_cqe_req(req->ctx, req);
849         __io_req_complete_put(req);
850 }
851
852 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
853 {
854         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
855
856         io_cq_lock(ctx);
857         __io_req_complete_post(req);
858         io_cq_unlock_post(ctx);
859 }
860
861 inline void __io_req_complete(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
862 {
863         io_req_complete_post(req);
864 }
865
866 void io_req_complete_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
867 {
868         req_set_fail(req);
869         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
870         io_req_complete_post(req);
871 }
872
873 /*
874  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
875  * advance and keep them valid across allocations.
876  */
877 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
878 {
879         req->ctx = ctx;
880         req->link = NULL;
881         req->async_data = NULL;
882         /* not necessary, but safer to zero */
883         req->cqe.res = 0;
884 }
885
886 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
887                                         struct io_submit_state *state)
888 {
889         spin_lock(&ctx->completion_lock);
890         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
891         ctx->locked_free_nr = 0;
892         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
893 }
894
895 /*
896  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
897  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
898  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
899  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
900  */
901 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
902         __must_hold(&ctx->uring_lock)
903 {
904         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
905         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
906         int ret, i;
907
908         /*
909          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
910          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
911          * side cache.
912          */
913         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
914                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
915                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
916                         return true;
917         }
918
919         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
920
921         /*
922          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
923          * retry single alloc to be on the safe side.
924          */
925         if (unlikely(ret <= 0)) {
926                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
927                 if (!reqs[0])
928                         return false;
929                 ret = 1;
930         }
931
932         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
933         for (i = 0; i < ret; i++) {
934                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
935
936                 io_preinit_req(req, ctx);
937                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
938         }
939         return true;
940 }
941
942 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
943 {
944         unsigned int flags = req->flags;
945
946         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
947                 io_clean_op(req);
948         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
949                 io_put_file(req->file);
950 }
951
952 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
953 {
954         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
955
956         io_req_put_rsrc(req);
957         io_dismantle_req(req);
958         io_put_task(req->task, 1);
959
960         spin_lock(&ctx->completion_lock);
961         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
962         ctx->locked_free_nr++;
963         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
964 }
965
966 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
967 {
968         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
969
970         io_cq_lock(ctx);
971         io_disarm_next(req);
972         io_cq_unlock_post(ctx);
973 }
974
975 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
976 {
977         struct io_kiocb *nxt;
978
979         /*
980          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
981          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
982          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
983          * of the chain.
984          */
985         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
986                 __io_req_find_next_prep(req);
987         nxt = req->link;
988         req->link = NULL;
989         return nxt;
990 }
991
992 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
993 {
994         if (!ctx)
995                 return;
996         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
997                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
998         if (*locked) {
999                 io_submit_flush_completions(ctx);
1000                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1001                 *locked = false;
1002         }
1003         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1004 }
1005
1006 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1007                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1008                                    struct llist_node *last)
1009 {
1010         unsigned int count = 0;
1011
1012         while (node != last) {
1013                 struct llist_node *next = node->next;
1014                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1015                                                     io_task_work.node);
1016
1017                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1018
1019                 if (req->ctx != *ctx) {
1020                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1021                         *ctx = req->ctx;
1022                         /* if not contended, grab and improve batching */
1023                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1024                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1025                 }
1026                 req->io_task_work.func(req, locked);
1027                 node = next;
1028                 count++;
1029         }
1030
1031         return count;
1032 }
1033
1034 /**
1035  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1036  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1037  * @new:        new entry as the head of the list
1038  *
1039  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1040  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1041  */
1042 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1043                                                struct llist_node *new)
1044 {
1045         return xchg(&head->first, new);
1046 }
1047
1048 /**
1049  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1050  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1051  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1052  * @new:        new entry as the head of the list
1053  *
1054  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1055  */
1056
1057 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1058                                                   struct llist_node *old,
1059                                                   struct llist_node *new)
1060 {
1061         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1062 }
1063
1064 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1065 {
1066         bool uring_locked = false;
1067         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1068         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1069                                                   task_work);
1070         struct llist_node fake = {};
1071         struct llist_node *node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1072         unsigned int loops = 1;
1073         unsigned int count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1074
1075         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1076         while (node != &fake) {
1077                 loops++;
1078                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1079                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1080                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1081         }
1082
1083         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1084
1085         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1086         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1087                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1088
1089         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1090 }
1091
1092 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1093 {
1094         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1095
1096         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist))
1097                 return;
1098
1099         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1100                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1101                 return;
1102         }
1103
1104         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1105                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1106
1107         if (ctx->has_evfd)
1108                 io_eventfd_signal(ctx);
1109         io_cqring_wake(ctx);
1110
1111 }
1112
1113 static inline void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1114 {
1115         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1116         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1117         struct llist_node *node;
1118
1119         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1120                 io_req_local_work_add(req);
1121                 return;
1122         }
1123
1124         /* task_work already pending, we're done */
1125         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1126                 return;
1127
1128         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1129                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1130
1131         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1132                 return;
1133
1134         node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1135
1136         while (node) {
1137                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1138                 node = node->next;
1139                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1140                               &req->ctx->fallback_llist))
1141                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1142         }
1143 }
1144
1145 void io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req)
1146 {
1147         __io_req_task_work_add(req, true);
1148 }
1149
1150 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1151 {
1152         struct llist_node *node;
1153
1154         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1155         while (node) {
1156                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1157                                                     io_task_work.node);
1158
1159                 node = node->next;
1160                 __io_req_task_work_add(req, false);
1161         }
1162 }
1163
1164 int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool locked)
1165 {
1166         struct llist_node *node;
1167         struct llist_node fake;
1168         struct llist_node *current_final = NULL;
1169         int ret;
1170         unsigned int loops = 1;
1171
1172         if (unlikely(ctx->submitter_task != current)) {
1173                 /* maybe this is before any submissions */
1174                 if (!ctx->submitter_task)
1175                         return 0;
1176
1177                 return -EEXIST;
1178         }
1179
1180         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1181         ret = 0;
1182 again:
1183         while (node != current_final) {
1184                 struct llist_node *next = node->next;
1185                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1186                                                     io_task_work.node);
1187                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1188                 req->io_task_work.func(req, &locked);
1189                 ret++;
1190                 node = next;
1191         }
1192
1193         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1194                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1195
1196         node = io_llist_cmpxchg(&ctx->work_llist, &fake, NULL);
1197         if (node != &fake) {
1198                 loops++;
1199                 current_final = &fake;
1200                 node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, &fake);
1201                 goto again;
1202         }
1203
1204         if (locked)
1205                 io_submit_flush_completions(ctx);
1206         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1207         return ret;
1208
1209 }
1210
1211 int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1212 {
1213         bool locked;
1214         int ret;
1215
1216         locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1217         ret = __io_run_local_work(ctx, locked);
1218         if (locked)
1219                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1220
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 static void io_req_tw_post(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1225 {
1226         io_req_complete_post(req);
1227 }
1228
1229 void io_req_tw_post_queue(struct io_kiocb *req, s32 res, u32 cflags)
1230 {
1231         io_req_set_res(req, res, cflags);
1232         req->io_task_work.func = io_req_tw_post;
1233         io_req_task_work_add(req);
1234 }
1235
1236 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1237 {
1238         /* not needed for normal modes, but SQPOLL depends on it */
1239         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1240         io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1241 }
1242
1243 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1244 {
1245         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1246         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1247         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1248                 io_queue_sqe(req);
1249         else
1250                 io_req_complete_failed(req, -EFAULT);
1251 }
1252
1253 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1254 {
1255         io_req_set_res(req, ret, 0);
1256         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1257         io_req_task_work_add(req);
1258 }
1259
1260 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1261 {
1262         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1263         io_req_task_work_add(req);
1264 }
1265
1266 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1267 {
1268         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1269
1270         if (nxt)
1271                 io_req_task_queue(nxt);
1272 }
1273
1274 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1275         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1276 {
1277         struct task_struct *task = NULL;
1278         int task_refs = 0;
1279
1280         do {
1281                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1282                                                     comp_list);
1283
1284                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1285                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1286                                 node = req->comp_list.next;
1287                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1288                                         continue;
1289                         }
1290                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1291                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1292
1293                                 if (apoll->double_poll)
1294                                         kfree(apoll->double_poll);
1295                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1296                                         kfree(apoll);
1297                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1298                         }
1299                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1300                                 io_queue_next(req);
1301                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1302                                 io_clean_op(req);
1303                 }
1304                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1305                         io_put_file(req->file);
1306
1307                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1308
1309                 if (req->task != task) {
1310                         if (task)
1311                                 io_put_task(task, task_refs);
1312                         task = req->task;
1313                         task_refs = 0;
1314                 }
1315                 task_refs++;
1316                 node = req->comp_list.next;
1317                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1318         } while (node);
1319
1320         if (task)
1321                 io_put_task(task, task_refs);
1322 }
1323
1324 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1325         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1326 {
1327         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1328         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1329
1330         io_cq_lock(ctx);
1331         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1332                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1333                                             comp_list);
1334
1335                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
1336                         __io_fill_cqe_req(ctx, req);
1337         }
1338         __io_cq_unlock_post(ctx);
1339
1340         io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1341         INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1346  * was the last reference to this request.
1347  */
1348 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1349 {
1350         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1351
1352         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1353                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1354                         nxt = io_req_find_next(req);
1355                 io_free_req(req);
1356         }
1357         return nxt;
1358 }
1359
1360 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1361 {
1362         /* See comment at the top of this file */
1363         smp_rmb();
1364         return __io_cqring_events(ctx);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1369  * find and complete them.
1370  */
1371 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1372 {
1373         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1374                 return;
1375
1376         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1377         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1378                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1379                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1380                         break;
1381                 /*
1382                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1383                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1384                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1385                  */
1386                 if (need_resched()) {
1387                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1388                         cond_resched();
1389                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1390                 }
1391         }
1392         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1393 }
1394
1395 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1396 {
1397         unsigned int nr_events = 0;
1398         int ret = 0;
1399         unsigned long check_cq;
1400
1401         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1402         if (unlikely(check_cq)) {
1403                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1404                         __io_cqring_overflow_flush(ctx, false);
1405                 /*
1406                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1407                  * dropped CQE.
1408                  */
1409                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1410                         return -EBADR;
1411         }
1412         /*
1413          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1414          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1415          * already triggered a CQE (eg in error).
1416          */
1417         if (io_cqring_events(ctx))
1418                 return 0;
1419
1420         do {
1421                 /*
1422                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1423                  * application entering polling for a command before it gets
1424                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1425                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1426                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1427                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1428                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1429                  * very same mutex.
1430                  */
1431                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1432                     io_task_work_pending(ctx)) {
1433                         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1434                                 __io_run_local_work(ctx, true);
1435                         if (task_work_pending(current) ||
1436                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1437                                 u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1438
1439                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1440                                 ret = io_run_task_work();
1441                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1442
1443                                 if (ret < 0)
1444                                         break;
1445
1446                                 /* some requests don't go through iopoll_list */
1447                                 if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1448                                     wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1449                                         break;
1450                         }
1451                 }
1452                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1453                 if (ret < 0)
1454                         break;
1455                 nr_events += ret;
1456                 ret = 0;
1457         } while (nr_events < min && !need_resched());
1458
1459         return ret;
1460 }
1461
1462 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1463 {
1464         if (req->flags & (REQ_F_BUFFER_SELECTED|REQ_F_BUFFER_RING)) {
1465                 unsigned issue_flags = *locked ? 0 : IO_URING_F_UNLOCKED;
1466
1467                 req->cqe.flags |= io_put_kbuf(req, issue_flags);
1468         }
1469
1470         if (*locked)
1471                 io_req_complete_defer(req);
1472         else
1473                 io_req_complete_post(req);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1478  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1479  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1480  * accessing the kiocb cookie.
1481  */
1482 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1483 {
1484         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1485         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1486
1487         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1488         if (unlikely(needs_lock))
1489                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1490
1491         /*
1492          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1493          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1494          * different devices.
1495          */
1496         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1497                 ctx->poll_multi_queue = false;
1498         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1499                 struct io_kiocb *list_req;
1500
1501                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1502                                         comp_list);
1503                 if (list_req->file != req->file)
1504                         ctx->poll_multi_queue = true;
1505         }
1506
1507         /*
1508          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1509          * it to the front so we find it first.
1510          */
1511         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1512                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1513         else
1514                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1515
1516         if (unlikely(needs_lock)) {
1517                 /*
1518                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1519                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1520                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1521                  * whether should wake up sq thread.
1522                  */
1523                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1524                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1525                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1526
1527                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1528         }
1529 }
1530
1531 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1532 {
1533         return !bdev || blk_queue_nowait(bdev_get_queue(bdev));
1534 }
1535
1536 /*
1537  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1538  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1539  * inline.
1540  */
1541 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1542 {
1543         if (S_ISBLK(mode)) {
1544                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1545                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1546                         return true;
1547                 return false;
1548         }
1549         if (S_ISSOCK(mode))
1550                 return true;
1551         if (S_ISREG(mode)) {
1552                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1553                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1554                     !io_is_uring_fops(file))
1555                         return true;
1556                 return false;
1557         }
1558
1559         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1560         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1561                 return true;
1562         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1567  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1568  * inline.
1569  */
1570 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1571 {
1572         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1573         unsigned int res = 0;
1574
1575         if (S_ISREG(mode))
1576                 res |= FFS_ISREG;
1577         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1578                 res |= FFS_NOWAIT;
1579         if (io_file_need_scm(file))
1580                 res |= FFS_SCM;
1581         return res;
1582 }
1583
1584 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1585 {
1586         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1587         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1588         if (req->async_data) {
1589                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1590                 return false;
1591         }
1592         return true;
1593 }
1594
1595 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1596 {
1597         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1598
1599         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1600         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1601                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1602         if (!def->prep_async)
1603                 return 0;
1604         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1605                 return -EFAULT;
1606         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1607                 if (io_alloc_async_data(req))
1608                         return -EAGAIN;
1609         }
1610         return def->prep_async(req);
1611 }
1612
1613 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1614 {
1615         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1616         struct io_kiocb *cur;
1617
1618         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1619         io_for_each_link(cur, req)
1620                 seq--;
1621         return seq;
1622 }
1623
1624 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1625 {
1626         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1627         struct io_defer_entry *de;
1628         int ret;
1629         u32 seq = io_get_sequence(req);
1630
1631         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1632         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1633         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1634                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1635 queue:
1636                 ctx->drain_active = false;
1637                 io_req_task_queue(req);
1638                 return;
1639         }
1640         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1641
1642         ret = io_req_prep_async(req);
1643         if (ret) {
1644 fail:
1645                 io_req_complete_failed(req, ret);
1646                 return;
1647         }
1648         io_prep_async_link(req);
1649         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1650         if (!de) {
1651                 ret = -ENOMEM;
1652                 goto fail;
1653         }
1654
1655         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1656         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1657                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1658                 kfree(de);
1659                 goto queue;
1660         }
1661
1662         trace_io_uring_defer(req);
1663         de->req = req;
1664         de->seq = seq;
1665         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1666         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1667 }
1668
1669 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1670 {
1671         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1672                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1673                 io_put_kbuf_comp(req);
1674                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1675         }
1676
1677         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1678                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1679
1680                 if (def->cleanup)
1681                         def->cleanup(req);
1682         }
1683         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1684                 kfree(req->apoll->double_poll);
1685                 kfree(req->apoll);
1686                 req->apoll = NULL;
1687         }
1688         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1689                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1690
1691                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1692         }
1693         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1694                 put_cred(req->creds);
1695         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1696                 kfree(req->async_data);
1697                 req->async_data = NULL;
1698         }
1699         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1700 }
1701
1702 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1703 {
1704         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1705                 return true;
1706
1707         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1708                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1709         else
1710                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1711
1712         return !!req->file;
1713 }
1714
1715 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1716 {
1717         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1718         const struct cred *creds = NULL;
1719         int ret;
1720
1721         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1722                 return -EBADF;
1723
1724         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1725                 creds = override_creds(req->creds);
1726
1727         if (!def->audit_skip)
1728                 audit_uring_entry(req->opcode);
1729
1730         ret = def->issue(req, issue_flags);
1731
1732         if (!def->audit_skip)
1733                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1734
1735         if (creds)
1736                 revert_creds(creds);
1737
1738         if (ret == IOU_OK) {
1739                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1740                         io_req_complete_defer(req);
1741                 else
1742                         io_req_complete_post(req);
1743         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1744                 return ret;
1745
1746         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1747         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && req->file)
1748                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1749
1750         return 0;
1751 }
1752
1753 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1754 {
1755         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1756         if (unlikely(req->task->flags & PF_EXITING))
1757                 return -EFAULT;
1758         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK);
1759 }
1760
1761 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1762 {
1763         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1764
1765         req = io_put_req_find_next(req);
1766         return req ? &req->work : NULL;
1767 }
1768
1769 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1770 {
1771         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1772         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1773         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED;
1774         bool needs_poll = false;
1775         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1776
1777         /* one will be dropped by ->io_free_work() after returning to io-wq */
1778         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1779                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1780         else
1781                 req_ref_get(req);
1782
1783         io_arm_ltimeout(req);
1784
1785         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1786         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1787 fail:
1788                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1789                 return;
1790         }
1791         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1792                 err = -EBADF;
1793                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1794                 goto fail;
1795         }
1796
1797         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1798                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1799
1800                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1801                         needs_poll = true;
1802                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1803                 }
1804         }
1805
1806         do {
1807                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1808                 if (ret != -EAGAIN)
1809                         break;
1810                 /*
1811                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1812                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1813                  * wait for request slots on the block side.
1814                  */
1815                 if (!needs_poll) {
1816                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1817                                 break;
1818                         cond_resched();
1819                         continue;
1820                 }
1821
1822                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1823                         return;
1824                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1825                 needs_poll = false;
1826                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1827         } while (1);
1828
1829         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1830         if (ret < 0)
1831                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1832 }
1833
1834 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1835                                       unsigned int issue_flags)
1836 {
1837         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1838         struct file *file = NULL;
1839         unsigned long file_ptr;
1840
1841         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1842
1843         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1844                 goto out;
1845         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1846         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1847         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1848         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1849         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1850         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1851         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1852         WARN_ON_ONCE(file && !test_bit(fd, ctx->file_table.bitmap));
1853 out:
1854         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
1855         return file;
1856 }
1857
1858 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
1859 {
1860         struct file *file = fget(fd);
1861
1862         trace_io_uring_file_get(req, fd);
1863
1864         /* we don't allow fixed io_uring files */
1865         if (file && io_is_uring_fops(file))
1866                 io_req_track_inflight(req);
1867         return file;
1868 }
1869
1870 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
1871         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1872 {
1873         struct io_kiocb *linked_timeout;
1874
1875         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
1876                 io_req_complete_failed(req, ret);
1877                 return;
1878         }
1879
1880         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
1881
1882         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
1883         case IO_APOLL_READY:
1884                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1885                 io_req_task_queue(req);
1886                 break;
1887         case IO_APOLL_ABORTED:
1888                 io_kbuf_recycle(req, 0);
1889                 io_queue_iowq(req, NULL);
1890                 break;
1891         case IO_APOLL_OK:
1892                 break;
1893         }
1894
1895         if (linked_timeout)
1896                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
1897 }
1898
1899 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
1900         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1901 {
1902         int ret;
1903
1904         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1905
1906         /*
1907          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
1908          * doesn't support non-blocking read/write attempts
1909          */
1910         if (likely(!ret))
1911                 io_arm_ltimeout(req);
1912         else
1913                 io_queue_async(req, ret);
1914 }
1915
1916 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
1917         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
1918 {
1919         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
1920                 /*
1921                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
1922                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
1923                  */
1924                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
1925                 req->flags |= REQ_F_LINK;
1926                 io_req_complete_failed(req, req->cqe.res);
1927         } else if (unlikely(req->ctx->drain_active)) {
1928                 io_drain_req(req);
1929         } else {
1930                 int ret = io_req_prep_async(req);
1931
1932                 if (unlikely(ret))
1933                         io_req_complete_failed(req, ret);
1934                 else
1935                         io_queue_iowq(req, NULL);
1936         }
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
1941  *
1942  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
1943  */
1944 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
1945                                         struct io_kiocb *req,
1946                                         unsigned int sqe_flags)
1947 {
1948         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
1949                 return false;
1950
1951         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
1952             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
1953                 return false;
1954
1955         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
1956                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
1957                 return false;
1958
1959         return true;
1960 }
1961
1962 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
1963 {
1964         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1965         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
1966
1967         ctx->drain_active = true;
1968         if (head) {
1969                 /*
1970                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
1971                  * the head request and the next request/link after the current
1972                  * link. Considering sequential execution of links,
1973                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
1974                  * link.
1975                  */
1976                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
1977                 ctx->drain_next = true;
1978         }
1979 }
1980
1981 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
1982                        const struct io_uring_sqe *sqe)
1983         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1984 {
1985         const struct io_op_def *def;
1986         unsigned int sqe_flags;
1987         int personality;
1988         u8 opcode;
1989
1990         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
1991         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
1992         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
1993         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
1994         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
1995         req->file = NULL;
1996         req->rsrc_node = NULL;
1997         req->task = current;
1998
1999         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2000                 req->opcode = 0;
2001                 return -EINVAL;
2002         }
2003         def = &io_op_defs[opcode];
2004         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2005                 /* enforce forwards compatibility on users */
2006                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2007                         return -EINVAL;
2008                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2009                         if (!def->buffer_select)
2010                                 return -EOPNOTSUPP;
2011                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2012                 }
2013                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2014                         ctx->drain_disabled = true;
2015                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2016                         if (ctx->drain_disabled)
2017                                 return -EOPNOTSUPP;
2018                         io_init_req_drain(req);
2019                 }
2020         }
2021         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2022                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2023                         return -EACCES;
2024                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2025                 if (ctx->drain_active)
2026                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2027                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2028                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2029                         ctx->drain_next = false;
2030                         ctx->drain_active = true;
2031                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2032                 }
2033         }
2034
2035         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2036                 return -EINVAL;
2037         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2038                 return -EINVAL;
2039
2040         if (def->needs_file) {
2041                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2042
2043                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2044
2045                 /*
2046                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2047                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2048                  */
2049                 if (state->need_plug && def->plug) {
2050                         state->plug_started = true;
2051                         state->need_plug = false;
2052                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2053                 }
2054         }
2055
2056         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2057         if (personality) {
2058                 int ret;
2059
2060                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2061                 if (!req->creds)
2062                         return -EINVAL;
2063                 get_cred(req->creds);
2064                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2065                 if (ret) {
2066                         put_cred(req->creds);
2067                         return ret;
2068                 }
2069                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2070         }
2071
2072         return def->prep(req, sqe);
2073 }
2074
2075 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2076                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2077 {
2078         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2079         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2080         struct io_kiocb *head = link->head;
2081
2082         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2083
2084         /*
2085          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2086          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2087          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2088          * should find the flag and handle the rest.
2089          */
2090         req_fail_link_node(req, ret);
2091         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2092                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2093
2094         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2095                 if (head) {
2096                         link->last->link = req;
2097                         link->head = NULL;
2098                         req = head;
2099                 }
2100                 io_queue_sqe_fallback(req);
2101                 return ret;
2102         }
2103
2104         if (head)
2105                 link->last->link = req;
2106         else
2107                 link->head = req;
2108         link->last = req;
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2113                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2114         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2115 {
2116         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2117         int ret;
2118
2119         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2120         if (unlikely(ret))
2121                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2122
2123         /* don't need @sqe from now on */
2124         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2125
2126         /*
2127          * If we already have a head request, queue this one for async
2128          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2129          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2130          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2131          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2132          */
2133         if (unlikely(link->head)) {
2134                 ret = io_req_prep_async(req);
2135                 if (unlikely(ret))
2136                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2137
2138                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2139                 link->last->link = req;
2140                 link->last = req;
2141
2142                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2143                         return 0;
2144                 /* last request of the link, flush it */
2145                 req = link->head;
2146                 link->head = NULL;
2147                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2148                         goto fallback;
2149
2150         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2151                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2152                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2153                         link->head = req;
2154                         link->last = req;
2155                 } else {
2156 fallback:
2157                         io_queue_sqe_fallback(req);
2158                 }
2159                 return 0;
2160         }
2161
2162         io_queue_sqe(req);
2163         return 0;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2168  */
2169 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2170 {
2171         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2172
2173         if (unlikely(state->link.head))
2174                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2175         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2176         io_submit_flush_completions(ctx);
2177         if (state->plug_started)
2178                 blk_finish_plug(&state->plug);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Start submission side cache.
2183  */
2184 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2185                                   unsigned int max_ios)
2186 {
2187         state->plug_started = false;
2188         state->need_plug = max_ios > 2;
2189         state->submit_nr = max_ios;
2190         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2191         state->link.head = NULL;
2192 }
2193
2194 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2195 {
2196         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2197
2198         /*
2199          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2200          * since once we write the new head, the application could
2201          * write new data to them.
2202          */
2203         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2208  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2209  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2210  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2211  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2212  * prevent a re-load down the line.
2213  */
2214 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2215 {
2216         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2217         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2218
2219         /*
2220          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2221          *
2222          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2223          *    head updates.
2224          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2225          *    though the application is the one updating it.
2226          */
2227         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2228         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2229                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2230                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2231                         head <<= 1;
2232                 return &ctx->sq_sqes[head];
2233         }
2234
2235         /* drop invalid entries */
2236         ctx->cq_extra--;
2237         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2238                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2239         return NULL;
2240 }
2241
2242 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2243         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2244 {
2245         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2246         unsigned int left;
2247         int ret;
2248
2249         if (unlikely(!entries))
2250                 return 0;
2251         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2252         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2253         io_get_task_refs(left);
2254         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2255
2256         do {
2257                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2258                 struct io_kiocb *req;
2259
2260                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2261                         break;
2262                 req = io_alloc_req(ctx);
2263                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2264                 if (unlikely(!sqe)) {
2265                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2266                         break;
2267                 }
2268
2269                 /*
2270                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2271                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2272                  */
2273                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2274                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2275                         left--;
2276                         break;
2277                 }
2278         } while (--left);
2279
2280         if (unlikely(left)) {
2281                 ret -= left;
2282                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2283                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2284                         ret = -EAGAIN;
2285                 current->io_uring->cached_refs += left;
2286         }
2287
2288         io_submit_state_end(ctx);
2289          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2290         io_commit_sqring(ctx);
2291         return ret;
2292 }
2293
2294 struct io_wait_queue {
2295         struct wait_queue_entry wq;
2296         struct io_ring_ctx *ctx;
2297         unsigned cq_tail;
2298         unsigned nr_timeouts;
2299 };
2300
2301 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2302 {
2303         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2304                ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
2305                 !llist_empty(&ctx->work_llist));
2306 }
2307
2308 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2309 {
2310         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2311         int dist = ctx->cached_cq_tail - (int) iowq->cq_tail;
2312
2313         /*
2314          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2315          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2316          * regardless of event count.
2317          */
2318         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2319 }
2320
2321 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2322                             int wake_flags, void *key)
2323 {
2324         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue,
2325                                                         wq);
2326         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2327
2328         /*
2329          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2330          * the task, and the next invocation will do it.
2331          */
2332         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(ctx))
2333                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2334         return -1;
2335 }
2336
2337 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2338 {
2339         if (io_run_task_work_ctx(ctx) > 0)
2340                 return 1;
2341         if (task_sigpending(current))
2342                 return -EINTR;
2343         return 0;
2344 }
2345
2346 /* when returns >0, the caller should retry */
2347 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2348                                           struct io_wait_queue *iowq,
2349                                           ktime_t timeout)
2350 {
2351         int ret;
2352         unsigned long check_cq;
2353
2354         /* make sure we run task_work before checking for signals */
2355         ret = io_run_task_work_sig(ctx);
2356         if (ret || io_should_wake(iowq))
2357                 return ret;
2358
2359         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2360         if (unlikely(check_cq)) {
2361                 /* let the caller flush overflows, retry */
2362                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2363                         return 1;
2364                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
2365                         return -EBADR;
2366         }
2367         if (!schedule_hrtimeout(&timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2368                 return -ETIME;
2369         return 1;
2370 }
2371
2372 /*
2373  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2374  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2375  */
2376 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2377                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2378                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2379 {
2380         struct io_wait_queue iowq;
2381         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2382         ktime_t timeout = KTIME_MAX;
2383         int ret;
2384
2385         do {
2386                 /* always run at least 1 task work to process local work */
2387                 ret = io_run_task_work_ctx(ctx);
2388                 if (ret < 0)
2389                         return ret;
2390                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
2391                 if (io_cqring_events(ctx) >= min_events)
2392                         return 0;
2393         } while (ret > 0);
2394
2395         if (sig) {
2396 #ifdef CONFIG_COMPAT
2397                 if (in_compat_syscall())
2398                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2399                                                       sigsz);
2400                 else
2401 #endif
2402                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2403
2404                 if (ret)
2405                         return ret;
2406         }
2407
2408         if (uts) {
2409                 struct timespec64 ts;
2410
2411                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2412                         return -EFAULT;
2413                 timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2414         }
2415
2416         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2417         iowq.wq.private = current;
2418         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2419         iowq.ctx = ctx;
2420         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2421         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2422
2423         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2424         do {
2425                 /* if we can't even flush overflow, don't wait for more */
2426                 if (!io_cqring_overflow_flush(ctx)) {
2427                         ret = -EBUSY;
2428                         break;
2429                 }
2430                 prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2431                                                 TASK_INTERRUPTIBLE);
2432                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq, timeout);
2433                 cond_resched();
2434         } while (ret > 0);
2435
2436         finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2437         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2438
2439         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2440 }
2441
2442 static void io_mem_free(void *ptr)
2443 {
2444         struct page *page;
2445
2446         if (!ptr)
2447                 return;
2448
2449         page = virt_to_head_page(ptr);
2450         if (put_page_testzero(page))
2451                 free_compound_page(page);
2452 }
2453
2454 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2455 {
2456         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2457
2458         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2459 }
2460
2461 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2462                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2463 {
2464         struct io_rings *rings;
2465         size_t off, sq_array_size;
2466
2467         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2468         if (off == SIZE_MAX)
2469                 return SIZE_MAX;
2470         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2471                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2472                         return SIZE_MAX;
2473         }
2474
2475 #ifdef CONFIG_SMP
2476         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2477         if (off == 0)
2478                 return SIZE_MAX;
2479 #endif
2480
2481         if (sq_offset)
2482                 *sq_offset = off;
2483
2484         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2485         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2486                 return SIZE_MAX;
2487
2488         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2489                 return SIZE_MAX;
2490
2491         return off;
2492 }
2493
2494 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2495                                unsigned int eventfd_async)
2496 {
2497         struct io_ev_fd *ev_fd;
2498         __s32 __user *fds = arg;
2499         int fd;
2500
2501         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2502                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2503         if (ev_fd)
2504                 return -EBUSY;
2505
2506         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2507                 return -EFAULT;
2508
2509         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2510         if (!ev_fd)
2511                 return -ENOMEM;
2512
2513         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2514         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2515                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2516                 kfree(ev_fd);
2517                 return ret;
2518         }
2519
2520         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2521         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2522         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2523
2524         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2525         ctx->has_evfd = true;
2526         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2527         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2528         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2533 {
2534         struct io_ev_fd *ev_fd;
2535
2536         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2537                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2538         if (ev_fd) {
2539                 ctx->has_evfd = false;
2540                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2541                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2542                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2543                 return 0;
2544         }
2545
2546         return -ENXIO;
2547 }
2548
2549 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2550 {
2551         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2552         int nr = 0;
2553
2554         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2555         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, state);
2556
2557         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2558                 struct io_wq_work_node *node;
2559                 struct io_kiocb *req;
2560
2561                 node = wq_stack_extract(&state->free_list);
2562                 req = container_of(node, struct io_kiocb, comp_list);
2563                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2564                 nr++;
2565         }
2566         if (nr)
2567                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2568         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2569 }
2570
2571 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2572 {
2573         io_sq_thread_finish(ctx);
2574
2575         if (ctx->mm_account) {
2576                 mmdrop(ctx->mm_account);
2577                 ctx->mm_account = NULL;
2578         }
2579
2580         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2581         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2582         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2583         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2584
2585         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2586         if (ctx->buf_data)
2587                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2588         if (ctx->file_data)
2589                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2590         if (ctx->rings)
2591                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2592         io_eventfd_unregister(ctx);
2593         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2594         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2595         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2596         io_destroy_buffers(ctx);
2597         if (ctx->sq_creds)
2598                 put_cred(ctx->sq_creds);
2599         if (ctx->submitter_task)
2600                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2601
2602         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2603         if (ctx->rsrc_node)
2604                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2605         if (ctx->rsrc_backup_node)
2606                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2607         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2608         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2609
2610         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2611         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2612
2613 #if defined(CONFIG_UNIX)
2614         if (ctx->ring_sock) {
2615                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2616                 sock_release(ctx->ring_sock);
2617         }
2618 #endif
2619         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2620         WARN_ON_ONCE(ctx->notif_slots || ctx->nr_notif_slots);
2621
2622         io_mem_free(ctx->rings);
2623         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2624
2625         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2626         free_uid(ctx->user);
2627         io_req_caches_free(ctx);
2628         if (ctx->hash_map)
2629                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2630         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2631         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2632         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2633         kfree(ctx->io_bl);
2634         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2635         kfree(ctx);
2636 }
2637
2638 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2639 {
2640         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2641         __poll_t mask = 0;
2642
2643         poll_wait(file, &ctx->cq_wait, wait);
2644         /*
2645          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2646          * io_commit_cqring
2647          */
2648         smp_rmb();
2649         if (!io_sqring_full(ctx))
2650                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2651
2652         /*
2653          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2654          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2655          *      CPU0                    CPU1
2656          *      ----                    ----
2657          * lock(&ctx->uring_lock);
2658          *                              lock(&ep->mtx);
2659          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2660          * lock(&ep->mtx);
2661          *
2662          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2663          * pushs them to do the flush.
2664          */
2665
2666         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2667                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2668
2669         return mask;
2670 }
2671
2672 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2673 {
2674         const struct cred *creds;
2675
2676         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2677         if (creds) {
2678                 put_cred(creds);
2679                 return 0;
2680         }
2681
2682         return -EINVAL;
2683 }
2684
2685 struct io_tctx_exit {
2686         struct callback_head            task_work;
2687         struct completion               completion;
2688         struct io_ring_ctx              *ctx;
2689 };
2690
2691 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2692 {
2693         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2694         struct io_tctx_exit *work;
2695
2696         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2697         /*
2698          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2699          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2700          */
2701         if (!atomic_read(&tctx->in_idle))
2702                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2703         complete(&work->completion);
2704 }
2705
2706 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2707 {
2708         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2709
2710         return req->ctx == data;
2711 }
2712
2713 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2714 {
2715         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2716         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2717         unsigned long interval = HZ / 20;
2718         struct io_tctx_exit exit;
2719         struct io_tctx_node *node;
2720         int ret;
2721
2722         /*
2723          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2724          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2725          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2726          * as nobody else will be looking for them.
2727          */
2728         do {
2729                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2730                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2731
2732                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2733                         cond_resched();
2734
2735                 if (ctx->sq_data) {
2736                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2737                         struct task_struct *tsk;
2738
2739                         io_sq_thread_park(sqd);
2740                         tsk = sqd->thread;
2741                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2742                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2743                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2744                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2745                 }
2746
2747                 io_req_caches_free(ctx);
2748
2749                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2750                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2751                         interval = HZ * 60;
2752                 }
2753         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2754
2755         init_completion(&exit.completion);
2756         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2757         exit.ctx = ctx;
2758         /*
2759          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2760          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2761          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2762          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2763          */
2764         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2765         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2766                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2767
2768                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2769                                         ctx_node);
2770                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2771                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2772                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2773                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2774                         continue;
2775
2776                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2777                 wait_for_completion(&exit.completion);
2778                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2779         }
2780         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2781         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2782         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2783
2784         io_ring_ctx_free(ctx);
2785 }
2786
2787 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
2788 {
2789         unsigned long index;
2790         struct creds *creds;
2791
2792         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2793         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
2794         if (ctx->rings)
2795                 __io_cqring_overflow_flush(ctx, true);
2796         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
2797                 io_unregister_personality(ctx, index);
2798         if (ctx->rings)
2799                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
2800         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2801
2802         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2803         if (ctx->rings) {
2804                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
2805                 /* if we failed setting up the ctx, we might not have any rings */
2806                 io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2807         }
2808
2809         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
2810         /*
2811          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
2812          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
2813          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
2814          * over using system_wq.
2815          */
2816         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
2817 }
2818
2819 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
2820 {
2821         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2822
2823         file->private_data = NULL;
2824         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
2825         return 0;
2826 }
2827
2828 struct io_task_cancel {
2829         struct task_struct *task;
2830         bool all;
2831 };
2832
2833 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2834 {
2835         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2836         struct io_task_cancel *cancel = data;
2837
2838         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
2839 }
2840
2841 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
2842                                          struct task_struct *task,
2843                                          bool cancel_all)
2844 {
2845         struct io_defer_entry *de;
2846         LIST_HEAD(list);
2847
2848         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2849         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
2850                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
2851                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
2852                         break;
2853                 }
2854         }
2855         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2856         if (list_empty(&list))
2857                 return false;
2858
2859         while (!list_empty(&list)) {
2860                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
2861                 list_del_init(&de->list);
2862                 io_req_complete_failed(de->req, -ECANCELED);
2863                 kfree(de);
2864         }
2865         return true;
2866 }
2867
2868 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
2869 {
2870         struct io_tctx_node *node;
2871         enum io_wq_cancel cret;
2872         bool ret = false;
2873
2874         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2875         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
2876                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
2877
2878                 /*
2879                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
2880                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
2881                  */
2882                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
2883                         continue;
2884                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2885                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2886         }
2887         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2888
2889         return ret;
2890 }
2891
2892 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
2893                                                 struct task_struct *task,
2894                                                 bool cancel_all)
2895 {
2896         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
2897         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
2898         enum io_wq_cancel cret;
2899         bool ret = false;
2900
2901         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
2902         if (!ctx->rings)
2903                 return false;
2904
2905         if (!task) {
2906                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
2907         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
2908                 /*
2909                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
2910                  * it's fine as the task is in exit/exec.
2911                  */
2912                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
2913                                        &cancel, true);
2914                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
2915         }
2916
2917         /* SQPOLL thread does its own polling */
2918         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
2919             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
2920                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
2921                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
2922                         ret = true;
2923                 }
2924         }
2925
2926         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2927                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
2928         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
2929         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2930         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
2931         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2932         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
2933         if (task)
2934                 ret |= io_run_task_work() > 0;
2935         return ret;
2936 }
2937
2938 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
2939 {
2940         if (tracked)
2941                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
2942         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
2947  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
2948  */
2949 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
2950 {
2951         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2952         struct io_ring_ctx *ctx;
2953         s64 inflight;
2954         DEFINE_WAIT(wait);
2955
2956         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
2957
2958         if (!current->io_uring)
2959                 return;
2960         if (tctx->io_wq)
2961                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
2962
2963         atomic_inc(&tctx->in_idle);
2964         do {
2965                 bool loop = false;
2966
2967                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2968                 /* read completions before cancelations */
2969                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
2970                 if (!inflight)
2971                         break;
2972
2973                 if (!sqd) {
2974                         struct io_tctx_node *node;
2975                         unsigned long index;
2976
2977                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
2978                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
2979                                 if (node->ctx->sq_data)
2980                                         continue;
2981                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
2982                                                         current, cancel_all);
2983                         }
2984                 } else {
2985                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
2986                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
2987                                                                      current,
2988                                                                      cancel_all);
2989                 }
2990
2991                 if (loop) {
2992                         cond_resched();
2993                         continue;
2994                 }
2995
2996                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
2997                 io_run_task_work();
2998                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
2999
3000                 /*
3001                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3002                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3003                  * prepare_to_wait().
3004                  */
3005                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3006                         schedule();
3007                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3008         } while (1);
3009
3010         io_uring_clean_tctx(tctx);
3011         if (cancel_all) {
3012                 /*
3013                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3014                  * ->in_idle set for normal exit.
3015                  */
3016                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3017                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3018                 __io_uring_free(current);
3019         }
3020 }
3021
3022 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3023 {
3024         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3025 }
3026
3027 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3028                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3029 {
3030         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3031         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3032         struct page *page;
3033         void *ptr;
3034
3035         switch (offset) {
3036         case IORING_OFF_SQ_RING:
3037         case IORING_OFF_CQ_RING:
3038                 ptr = ctx->rings;
3039                 break;
3040         case IORING_OFF_SQES:
3041                 ptr = ctx->sq_sqes;
3042                 break;
3043         default:
3044                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3045         }
3046
3047         page = virt_to_head_page(ptr);
3048         if (sz > page_size(page))
3049                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3050
3051         return ptr;
3052 }
3053
3054 #ifdef CONFIG_MMU
3055
3056 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3057 {
3058         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3059         unsigned long pfn;
3060         void *ptr;
3061
3062         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3063         if (IS_ERR(ptr))
3064                 return PTR_ERR(ptr);
3065
3066         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3067         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3068 }
3069
3070 #else /* !CONFIG_MMU */
3071
3072 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3073 {
3074         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3075 }
3076
3077 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3078 {
3079         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3080 }
3081
3082 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3083         unsigned long addr, unsigned long len,
3084         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3085 {
3086         void *ptr;
3087
3088         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3089         if (IS_ERR(ptr))
3090                 return PTR_ERR(ptr);
3091
3092         return (unsigned long) ptr;
3093 }
3094
3095 #endif /* !CONFIG_MMU */
3096
3097 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3098 {
3099         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3100                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3101
3102                 if (argsz != sizeof(arg))
3103                         return -EINVAL;
3104                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3105                         return -EFAULT;
3106         }
3107         return 0;
3108 }
3109
3110 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3111                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3112                           const sigset_t __user **sig)
3113 {
3114         struct io_uring_getevents_arg arg;
3115
3116         /*
3117          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3118          * is just a pointer to the sigset_t.
3119          */
3120         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3121                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3122                 *ts = NULL;
3123                 return 0;
3124         }
3125
3126         /*
3127          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3128          * timespec and sigset_t pointers if good.
3129          */
3130         if (*argsz != sizeof(arg))
3131                 return -EINVAL;
3132         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3133                 return -EFAULT;
3134         if (arg.pad)
3135                 return -EINVAL;
3136         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3137         *argsz = arg.sigmask_sz;
3138         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3143                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3144                 size_t, argsz)
3145 {
3146         struct io_ring_ctx *ctx;
3147         struct fd f;
3148         long ret;
3149
3150         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3151                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3152                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3153                 return -EINVAL;
3154
3155         /*
3156          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3157          * need only dereference our task private array to find it.
3158          */
3159         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3160                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3161
3162                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3163                         return -EINVAL;
3164                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3165                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3166                 f.flags = 0;
3167                 if (unlikely(!f.file))
3168                         return -EBADF;
3169         } else {
3170                 f = fdget(fd);
3171                 if (unlikely(!f.file))
3172                         return -EBADF;
3173                 ret = -EOPNOTSUPP;
3174                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3175                         goto out;
3176         }
3177
3178         ctx = f.file->private_data;
3179         ret = -EBADFD;
3180         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3181                 goto out;
3182
3183         /*
3184          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3185          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3186          * we were asked to.
3187          */
3188         ret = 0;
3189         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3190                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3191
3192                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3193                         ret = -EOWNERDEAD;
3194                         goto out;
3195                 }
3196                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3197                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3198                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT) {
3199                         ret = io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3200                         if (ret)
3201                                 goto out;
3202                 }
3203                 ret = to_submit;
3204         } else if (to_submit) {
3205                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3206                 if (unlikely(ret))
3207                         goto out;
3208
3209                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3210                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3211                 if (ret != to_submit) {
3212                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3213                         goto out;
3214                 }
3215                 if ((flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) && ctx->syscall_iopoll)
3216                         goto iopoll_locked;
3217                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3218         }
3219
3220         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3221                 int ret2;
3222
3223                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3224                         /*
3225                          * We disallow the app entering submit/complete with
3226                          * polling, but we still need to lock the ring to
3227                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3228                          * a workqueue.
3229                          */
3230                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3231 iopoll_locked:
3232                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3233                         if (likely(!ret2)) {
3234                                 min_complete = min(min_complete,
3235                                                    ctx->cq_entries);
3236                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3237                         }
3238                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3239                 } else {
3240                         const sigset_t __user *sig;
3241                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3242
3243                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3244                         if (likely(!ret2)) {
3245                                 min_complete = min(min_complete,
3246                                                    ctx->cq_entries);
3247                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3248                                                       argsz, ts);
3249                         }
3250                 }
3251
3252                 if (!ret) {
3253                         ret = ret2;
3254
3255                         /*
3256                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3257                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3258                          * as they are obviously ok with those drops.
3259                          */
3260                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3261                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3262                                           &ctx->check_cq);
3263                 }
3264         }
3265 out:
3266         fdput(f);
3267         return ret;
3268 }
3269
3270 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3271         .release        = io_uring_release,
3272         .mmap           = io_uring_mmap,
3273 #ifndef CONFIG_MMU
3274         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3275         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3276 #endif
3277         .poll           = io_uring_poll,
3278 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3279         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3280 #endif
3281 };
3282
3283 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3284 {
3285         return file->f_op == &io_uring_fops;
3286 }
3287
3288 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3289                                          struct io_uring_params *p)
3290 {
3291         struct io_rings *rings;
3292         size_t size, sq_array_offset;
3293
3294         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3295         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3296         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3297
3298         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3299         if (size == SIZE_MAX)
3300                 return -EOVERFLOW;
3301
3302         rings = io_mem_alloc(size);
3303         if (!rings)
3304                 return -ENOMEM;
3305
3306         ctx->rings = rings;
3307         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3308         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3309         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3310         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3311         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3312
3313         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3314                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3315         else
3316                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3317         if (size == SIZE_MAX) {
3318                 io_mem_free(ctx->rings);
3319                 ctx->rings = NULL;
3320                 return -EOVERFLOW;
3321         }
3322
3323         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3324         if (!ctx->sq_sqes) {
3325                 io_mem_free(ctx->rings);
3326                 ctx->rings = NULL;
3327                 return -ENOMEM;
3328         }
3329
3330         return 0;
3331 }
3332
3333 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3334 {
3335         int ret, fd;
3336
3337         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3338         if (fd < 0)
3339                 return fd;
3340
3341         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx, false);
3342         if (ret) {
3343                 put_unused_fd(fd);
3344                 return ret;
3345         }
3346         fd_install(fd, file);
3347         return fd;
3348 }
3349
3350 /*
3351  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3352  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3353  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3354  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3355  */
3356 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3357 {
3358         struct file *file;
3359 #if defined(CONFIG_UNIX)
3360         int ret;
3361
3362         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3363                                 &ctx->ring_sock);
3364         if (ret)
3365                 return ERR_PTR(ret);
3366 #endif
3367
3368         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3369                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3370 #if defined(CONFIG_UNIX)
3371         if (IS_ERR(file)) {
3372                 sock_release(ctx->ring_sock);
3373                 ctx->ring_sock = NULL;
3374         } else {
3375                 ctx->ring_sock->file = file;
3376         }
3377 #endif
3378         return file;
3379 }
3380
3381 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3382                                   struct io_uring_params __user *params)
3383 {
3384         struct io_ring_ctx *ctx;
3385         struct file *file;
3386         int ret;
3387
3388         if (!entries)
3389                 return -EINVAL;
3390         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3391                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3392                         return -EINVAL;
3393                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3394         }
3395
3396         /*
3397          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3398          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3399          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3400          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3401          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3402          * of CQ ring entries manually.
3403          */
3404         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3405         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3406                 /*
3407                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3408                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3409                  * any cq vs sq ring sizing.
3410                  */
3411                 if (!p->cq_entries)
3412                         return -EINVAL;
3413                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3414                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3415                                 return -EINVAL;
3416                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3417                 }
3418                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3419                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3420                         return -EINVAL;
3421         } else {
3422                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3423         }
3424
3425         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3426         if (!ctx)
3427                 return -ENOMEM;
3428
3429         /*
3430          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3431          * space applications don't need to do io completion events
3432          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3433          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3434          */
3435         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3436             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3437                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3438
3439         ctx->compat = in_compat_syscall();
3440         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3441                 ctx->user = get_uid(current_user());
3442
3443         /*
3444          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3445          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3446          */
3447         ret = -EINVAL;
3448         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3449                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3450                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3451                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3452                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3453                         goto err;
3454                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3455         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3456                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3457         } else {
3458                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3459                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3460                         goto err;
3461                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3462         }
3463
3464         /*
3465          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3466          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3467          * that.
3468          */
3469         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3470             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3471                 goto err;
3472         }
3473
3474         /*
3475          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3476          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3477          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3478          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3479          */
3480         mmgrab(current->mm);
3481         ctx->mm_account = current->mm;
3482
3483         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3484         if (ret)
3485                 goto err;
3486
3487         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3488         if (ret)
3489                 goto err;
3490         /* always set a rsrc node */
3491         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3492         if (ret)
3493                 goto err;
3494         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3495
3496         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3497         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3498         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3499         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3500         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3501         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3502         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3503         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3504
3505         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3506         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3507         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3508         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3509         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3510         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3511         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3512         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3513
3514         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3515                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3516                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3517                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3518                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3519                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3520                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3521
3522         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3523                 ret = -EFAULT;
3524                 goto err;
3525         }
3526
3527         file = io_uring_get_file(ctx);
3528         if (IS_ERR(file)) {
3529                 ret = PTR_ERR(file);
3530                 goto err;
3531         }
3532
3533         /*
3534          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3535          * having closed it before we finish setup
3536          */
3537         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3538         if (ret < 0) {
3539                 /* fput will clean it up */
3540                 fput(file);
3541                 return ret;
3542         }
3543
3544         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3545         return ret;
3546 err:
3547         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3548         return ret;
3549 }
3550
3551 /*
3552  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3553  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3554  * params structure passed in.
3555  */
3556 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3557 {
3558         struct io_uring_params p;
3559         int i;
3560
3561         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3562                 return -EFAULT;
3563         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3564                 if (p.resv[i])
3565                         return -EINVAL;
3566         }
3567
3568         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3569                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3570                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3571                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3572                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3573                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3574                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3575                 return -EINVAL;
3576
3577         return io_uring_create(entries, &p, params);
3578 }
3579
3580 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3581                 struct io_uring_params __user *, params)
3582 {
3583         return io_uring_setup(entries, params);
3584 }
3585
3586 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3587                            unsigned nr_args)
3588 {
3589         struct io_uring_probe *p;
3590         size_t size;
3591         int i, ret;
3592
3593         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3594         if (size == SIZE_MAX)
3595                 return -EOVERFLOW;
3596         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3597         if (!p)
3598                 return -ENOMEM;
3599
3600         ret = -EFAULT;
3601         if (copy_from_user(p, arg, size))
3602                 goto out;
3603         ret = -EINVAL;
3604         if (memchr_inv(p, 0, size))
3605                 goto out;
3606
3607         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3608         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3609                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3610
3611         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3612                 p->ops[i].op = i;
3613                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3614                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3615         }
3616         p->ops_len = i;
3617
3618         ret = 0;
3619         if (copy_to_user(arg, p, size))
3620                 ret = -EFAULT;
3621 out:
3622         kfree(p);
3623         return ret;
3624 }
3625
3626 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3627 {
3628         const struct cred *creds;
3629         u32 id;
3630         int ret;
3631
3632         creds = get_current_cred();
3633
3634         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3635                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3636         if (ret < 0) {
3637                 put_cred(creds);
3638                 return ret;
3639         }
3640         return id;
3641 }
3642
3643 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3644                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3645 {
3646         struct io_uring_restriction *res;
3647         size_t size;
3648         int i, ret;
3649
3650         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3651         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3652                 return -EBADFD;
3653
3654         /* We allow only a single restrictions registration */
3655         if (ctx->restrictions.registered)
3656                 return -EBUSY;
3657
3658         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3659                 return -EINVAL;
3660
3661         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3662         if (size == SIZE_MAX)
3663                 return -EOVERFLOW;
3664
3665         res = memdup_user(arg, size);
3666         if (IS_ERR(res))
3667                 return PTR_ERR(res);
3668
3669         ret = 0;
3670
3671         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3672                 switch (res[i].opcode) {
3673                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3674                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3675                                 ret = -EINVAL;
3676                                 goto out;
3677                         }
3678
3679                         __set_bit(res[i].register_op,
3680                                   ctx->restrictions.register_op);
3681                         break;
3682                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3683                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3684                                 ret = -EINVAL;
3685                                 goto out;
3686                         }
3687
3688                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3689                         break;
3690                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3691                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3692                         break;
3693                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3694                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3695                         break;
3696                 default:
3697                         ret = -EINVAL;
3698                         goto out;
3699                 }
3700         }
3701
3702 out:
3703         /* Reset all restrictions if an error happened */
3704         if (ret != 0)
3705                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3706         else
3707                 ctx->restrictions.registered = true;
3708
3709         kfree(res);
3710         return ret;
3711 }
3712
3713 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3714 {
3715         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3716                 return -EBADFD;
3717
3718         if (ctx->restrictions.registered)
3719                 ctx->restricted = 1;
3720
3721         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3722         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3723                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3728                                        void __user *arg, unsigned len)
3729 {
3730         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3731         cpumask_var_t new_mask;
3732         int ret;
3733
3734         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3735                 return -EINVAL;
3736
3737         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3738                 return -ENOMEM;
3739
3740         cpumask_clear(new_mask);
3741         if (len > cpumask_size())
3742                 len = cpumask_size();
3743
3744         if (in_compat_syscall()) {
3745                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3746                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3747                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
3748         } else {
3749                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
3750         }
3751
3752         if (ret) {
3753                 free_cpumask_var(new_mask);
3754                 return -EFAULT;
3755         }
3756
3757         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
3758         free_cpumask_var(new_mask);
3759         return ret;
3760 }
3761
3762 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
3763 {
3764         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3765
3766         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3767                 return -EINVAL;
3768
3769         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
3770 }
3771
3772 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
3773                                                void __user *arg)
3774         __must_hold(&ctx->uring_lock)
3775 {
3776         struct io_tctx_node *node;
3777         struct io_uring_task *tctx = NULL;
3778         struct io_sq_data *sqd = NULL;
3779         __u32 new_count[2];
3780         int i, ret;
3781
3782         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
3783                 return -EFAULT;
3784         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3785                 if (new_count[i] > INT_MAX)
3786                         return -EINVAL;
3787
3788         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3789                 sqd = ctx->sq_data;
3790                 if (sqd) {
3791                         /*
3792                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
3793                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
3794                          * a ref to the ctx.
3795                          */
3796                         refcount_inc(&sqd->refs);
3797                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3798                         mutex_lock(&sqd->lock);
3799                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3800                         if (sqd->thread)
3801                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
3802                 }
3803         } else {
3804                 tctx = current->io_uring;
3805         }
3806
3807         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
3808
3809         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3810                 if (new_count[i])
3811                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
3812         ctx->iowq_limits_set = true;
3813
3814         if (tctx && tctx->io_wq) {
3815                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3816                 if (ret)
3817                         goto err;
3818         } else {
3819                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
3820         }
3821
3822         if (sqd) {
3823                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3824                 io_put_sq_data(sqd);
3825         }
3826
3827         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
3828                 return -EFAULT;
3829
3830         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
3831         if (sqd)
3832                 return 0;
3833
3834         /* now propagate the restriction to all registered users */
3835         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3836                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3837
3838                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
3839                         continue;
3840
3841                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
3842                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
3843                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
3844                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
3845         }
3846         return 0;
3847 err:
3848         if (sqd) {
3849                 mutex_unlock(&sqd->lock);
3850                 io_put_sq_data(sqd);
3851         }
3852         return ret;
3853 }
3854
3855 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
3856                                void __user *arg, unsigned nr_args)
3857         __releases(ctx->uring_lock)
3858         __acquires(ctx->uring_lock)
3859 {
3860         int ret;
3861
3862         /*
3863          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
3864          * dying as we're holding a file ref here.
3865          */
3866         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
3867                 return -ENXIO;
3868
3869         if (ctx->restricted) {
3870                 if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
3871                         return -EINVAL;
3872                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
3873                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
3874                         return -EACCES;
3875         }
3876
3877         switch (opcode) {
3878         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
3879                 ret = -EFAULT;
3880                 if (!arg)
3881                         break;
3882                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3883                 break;
3884         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
3885                 ret = -EINVAL;
3886                 if (arg || nr_args)
3887                         break;
3888                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
3889                 break;
3890         case IORING_REGISTER_FILES:
3891                 ret = -EFAULT;
3892                 if (!arg)
3893                         break;
3894                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
3895                 break;
3896         case IORING_UNREGISTER_FILES:
3897                 ret = -EINVAL;
3898                 if (arg || nr_args)
3899                         break;
3900                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
3901                 break;
3902         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
3903                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
3904                 break;
3905         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
3906                 ret = -EINVAL;
3907                 if (nr_args != 1)
3908                         break;
3909                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
3910                 break;
3911         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
3912                 ret = -EINVAL;
3913                 if (nr_args != 1)
3914                         break;
3915                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
3916                 break;
3917         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
3918                 ret = -EINVAL;
3919                 if (arg || nr_args)
3920                         break;
3921                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
3922                 break;
3923         case IORING_REGISTER_PROBE:
3924                 ret = -EINVAL;
3925                 if (!arg || nr_args > 256)
3926                         break;
3927                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
3928                 break;
3929         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
3930                 ret = -EINVAL;
3931                 if (arg || nr_args)
3932                         break;
3933                 ret = io_register_personality(ctx);
3934                 break;
3935         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
3936                 ret = -EINVAL;
3937                 if (arg)
3938                         break;
3939                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
3940                 break;
3941         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
3942                 ret = -EINVAL;
3943                 if (arg || nr_args)
3944                         break;
3945                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
3946                 break;
3947         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
3948                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
3949                 break;
3950         case IORING_REGISTER_FILES2:
3951                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
3952                 break;
3953         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
3954                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3955                                               IORING_RSRC_FILE);
3956                 break;
3957         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
3958                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
3959                 break;
3960         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
3961                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
3962                                               IORING_RSRC_BUFFER);
3963                 break;
3964         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
3965                 ret = -EINVAL;
3966                 if (!arg || !nr_args)
3967                         break;
3968                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
3969                 break;
3970         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
3971                 ret = -EINVAL;
3972                 if (arg || nr_args)
3973                         break;
3974                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
3975                 break;
3976         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
3977                 ret = -EINVAL;
3978                 if (!arg || nr_args != 2)
3979                         break;
3980                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
3981                 break;
3982         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
3983                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
3984                 break;
3985         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
3986                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
3987                 break;
3988         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
3989                 ret = -EINVAL;
3990                 if (!arg || nr_args != 1)
3991                         break;
3992                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
3993                 break;
3994         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
3995                 ret = -EINVAL;
3996                 if (!arg || nr_args != 1)
3997                         break;
3998                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
3999                 break;
4000         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4001                 ret = -EINVAL;
4002                 if (!arg || nr_args != 1)
4003                         break;
4004                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4005                 break;
4006         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4007                 ret = -EINVAL;
4008                 if (!arg || nr_args)
4009                         break;
4010                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4011                 break;
4012         default:
4013                 ret = -EINVAL;
4014                 break;
4015         }
4016
4017         return ret;
4018 }
4019
4020 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4021                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4022 {
4023         struct io_ring_ctx *ctx;
4024         long ret = -EBADF;
4025         struct fd f;
4026
4027         f = fdget(fd);
4028         if (!f.file)
4029                 return -EBADF;
4030
4031         ret = -EOPNOTSUPP;
4032         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4033                 goto out_fput;
4034
4035         ctx = f.file->private_data;
4036
4037         io_run_task_work_ctx(ctx);
4038
4039         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4040         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4041         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4042         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4043 out_fput:
4044         fdput(f);
4045         return ret;
4046 }
4047
4048 static int __init io_uring_init(void)
4049 {
4050 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4051         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4052         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4053 } while (0)
4054
4055 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4056         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4057 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4058         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4059         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4060         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4061         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4062         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4063         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4064         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4065         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4066         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4067         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4068         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4069         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4070         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4071         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4072         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4073         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4074         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4075         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4076         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4077         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4078         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4079         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4080         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4081         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4082         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4083         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4084         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4085         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4086         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4087         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4088         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4089         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4090         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4091         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4092         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4093         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4094         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4095         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4096         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4097         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4098         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4099         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4100         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4101         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4102
4103         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4104                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4105         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4106                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4107
4108         /* ->buf_index is u16 */
4109         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4110         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4111                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4112
4113         /* should fit into one byte */
4114         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4115         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4116         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4117
4118         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4119
4120         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4121
4122         io_uring_optable_init();
4123
4124         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4125                                 SLAB_ACCOUNT);
4126         return 0;
4127 };
4128 __initcall(io_uring_init);