b865275898b1c662f042630e10ec5bc3c53ab6e3
[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 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx);
153
154 struct kmem_cache *req_cachep;
155
156 struct sock *io_uring_get_socket(struct file *file)
157 {
158 #if defined(CONFIG_UNIX)
159         if (io_is_uring_fops(file)) {
160                 struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
161
162                 return ctx->ring_sock->sk;
163         }
164 #endif
165         return NULL;
166 }
167 EXPORT_SYMBOL(io_uring_get_socket);
168
169 static inline void io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
170 {
171         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs) ||
172             ctx->submit_state.cqes_count)
173                 __io_submit_flush_completions(ctx);
174 }
175
176 static inline unsigned int __io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
177 {
178         return ctx->cached_cq_tail - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
179 }
180
181 static inline unsigned int __io_cqring_events_user(struct io_ring_ctx *ctx)
182 {
183         return READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - READ_ONCE(ctx->rings->cq.head);
184 }
185
186 static bool io_match_linked(struct io_kiocb *head)
187 {
188         struct io_kiocb *req;
189
190         io_for_each_link(req, head) {
191                 if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT)
192                         return true;
193         }
194         return false;
195 }
196
197 /*
198  * As io_match_task() but protected against racing with linked timeouts.
199  * User must not hold timeout_lock.
200  */
201 bool io_match_task_safe(struct io_kiocb *head, struct task_struct *task,
202                         bool cancel_all)
203 {
204         bool matched;
205
206         if (task && head->task != task)
207                 return false;
208         if (cancel_all)
209                 return true;
210
211         if (head->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
212                 struct io_ring_ctx *ctx = head->ctx;
213
214                 /* protect against races with linked timeouts */
215                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
216                 matched = io_match_linked(head);
217                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
218         } else {
219                 matched = io_match_linked(head);
220         }
221         return matched;
222 }
223
224 static inline void req_fail_link_node(struct io_kiocb *req, int res)
225 {
226         req_set_fail(req);
227         io_req_set_res(req, res, 0);
228 }
229
230 static inline void io_req_add_to_cache(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
231 {
232         wq_stack_add_head(&req->comp_list, &ctx->submit_state.free_list);
233         kasan_poison_object_data(req_cachep, req);
234 }
235
236 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
237 {
238         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
239
240         complete(&ctx->ref_comp);
241 }
242
243 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
244 {
245         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
246                                                 fallback_work.work);
247         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
248         struct io_kiocb *req, *tmp;
249         bool locked = true;
250
251         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
252         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
253                 req->io_task_work.func(req, &locked);
254         if (WARN_ON_ONCE(!locked))
255                 return;
256         io_submit_flush_completions(ctx);
257         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
258 }
259
260 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
261 {
262         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
263         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
264
265         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
266         if (!table->hbs)
267                 return -ENOMEM;
268
269         table->hash_bits = bits;
270         init_hash_table(table, hash_buckets);
271         return 0;
272 }
273
274 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
275 {
276         struct io_ring_ctx *ctx;
277         int hash_bits;
278
279         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
280         if (!ctx)
281                 return NULL;
282
283         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
284
285         /*
286          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
287          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
288          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
289          */
290         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
291         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
292         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
293                 goto err;
294         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
295                 goto err;
296
297         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
298         if (!ctx->dummy_ubuf)
299                 goto err;
300         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
301         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
302
303         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
304                             0, GFP_KERNEL))
305                 goto err;
306
307         ctx->flags = p->flags;
308         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
309         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
312         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
314         init_completion(&ctx->ref_comp);
315         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
316         mutex_init(&ctx->uring_lock);
317         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
318         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
319         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
320         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
321         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
322         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
327         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
328         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
329         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
330         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
331         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
332         init_llist_head(&ctx->work_llist);
333         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
334         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
335         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
336         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
337         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
338         return ctx;
339 err:
340         kfree(ctx->dummy_ubuf);
341         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
342         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
343         kfree(ctx->io_bl);
344         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
345         kfree(ctx);
346         return NULL;
347 }
348
349 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
350 {
351         struct io_rings *r = ctx->rings;
352
353         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
354         ctx->cq_extra--;
355 }
356
357 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
358 {
359         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
360                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
361
362                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
363         }
364
365         return false;
366 }
367
368 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
369 {
370         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
371                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
372                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
373         }
374 }
375
376 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
377 {
378         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
379                 return NULL;
380
381         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
382         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
383
384         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
385         io_req_set_refcount(req);
386         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
387         return req->link;
388 }
389
390 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
391 {
392         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
393                 return NULL;
394         return __io_prep_linked_timeout(req);
395 }
396
397 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
398 {
399         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
400 }
401
402 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
403 {
404         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
405                 __io_arm_ltimeout(req);
406 }
407
408 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
409 {
410         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
411         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
412
413         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
414                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
415                 req->creds = get_current_cred();
416         }
417
418         req->work.list.next = NULL;
419         req->work.flags = 0;
420         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
421         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
422                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
423
424         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
425                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
426
427         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
428                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
429                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
430         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
431                 if (def->unbound_nonreg_file)
432                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
433         }
434 }
435
436 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
437 {
438         struct io_kiocb *cur;
439
440         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
441                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
442
443                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
444                 io_for_each_link(cur, req)
445                         io_prep_async_work(cur);
446                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
447         } else {
448                 io_for_each_link(cur, req)
449                         io_prep_async_work(cur);
450         }
451 }
452
453 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
454 {
455         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
456         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
457
458         BUG_ON(!tctx);
459         BUG_ON(!tctx->io_wq);
460
461         /* init ->work of the whole link before punting */
462         io_prep_async_link(req);
463
464         /*
465          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
466          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
467          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
468          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
469          * worker for it).
470          */
471         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
472                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
473
474         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
475         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
476         if (link)
477                 io_queue_linked_timeout(link);
478 }
479
480 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
481 {
482         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
483                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
484                                                 struct io_defer_entry, list);
485
486                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
487                         break;
488                 list_del_init(&de->list);
489                 io_req_task_queue(de->req);
490                 kfree(de);
491         }
492 }
493
494
495 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
496 {
497         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
498         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
499
500         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
501                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
502
503         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
504          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
505          * it regardless.
506          */
507         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
508                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
509                 kfree(ev_fd);
510         }
511 }
512
513 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
514 {
515         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
516
517         rcu_read_lock();
518         /*
519          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
520          * and eventfd_signal
521          */
522         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
523
524         /*
525          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
526          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
527          * the function and rcu_read_lock.
528          */
529         if (unlikely(!ev_fd))
530                 goto out;
531         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
532                 goto out;
533         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
534                 goto out;
535
536         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
537                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
538         } else {
539                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
540                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
541                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
542                 else
543                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
544         }
545
546 out:
547         rcu_read_unlock();
548 }
549
550 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
551 {
552         bool skip;
553
554         spin_lock(&ctx->completion_lock);
555
556         /*
557          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
558          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
559          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
560          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
561          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
562          * posted to the CQ ring.
563          */
564         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
565         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
566         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
567         if (skip)
568                 return;
569
570         io_eventfd_signal(ctx);
571 }
572
573 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
574 {
575         if (ctx->poll_activated)
576                 io_poll_wq_wake(ctx);
577         if (ctx->off_timeout_used)
578                 io_flush_timeouts(ctx);
579         if (ctx->drain_active) {
580                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
581                 io_queue_deferred(ctx);
582                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
583         }
584         if (ctx->has_evfd)
585                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
586 }
587
588 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
589         __acquires(ctx->completion_lock)
590 {
591         if (!ctx->task_complete)
592                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
593 }
594
595 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
596 {
597         if (!ctx->task_complete)
598                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
599 }
600
601 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
602         __acquires(ctx->completion_lock)
603 {
604         spin_lock(&ctx->completion_lock);
605 }
606
607 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
608         __releases(ctx->completion_lock)
609 {
610         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
611 }
612
613 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
614 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
615         __releases(ctx->completion_lock)
616 {
617         io_commit_cqring(ctx);
618         __io_cq_unlock(ctx);
619         io_commit_cqring_flush(ctx);
620         io_cqring_wake(ctx);
621 }
622
623 static inline void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
624         __releases(ctx->completion_lock)
625 {
626         io_commit_cqring(ctx);
627         __io_cq_unlock(ctx);
628         io_commit_cqring_flush(ctx);
629
630         /*
631          * As ->task_complete implies that the ring is single tasked, cq_wait
632          * may only be waited on by the current in io_cqring_wait(), but since
633          * it will re-check the wakeup conditions once we return we can safely
634          * skip waking it up.
635          */
636         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
637                 smp_mb();
638                 __io_cqring_wake(ctx);
639         }
640 }
641
642 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
643         __releases(ctx->completion_lock)
644 {
645         io_commit_cqring(ctx);
646         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
647         io_commit_cqring_flush(ctx);
648         io_cqring_wake(ctx);
649 }
650
651 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
652 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
653 {
654         struct io_overflow_cqe *ocqe;
655         LIST_HEAD(list);
656
657         io_cq_lock(ctx);
658         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
659         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
660         io_cq_unlock(ctx);
661
662         while (!list_empty(&list)) {
663                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
664                 list_del(&ocqe->list);
665                 kfree(ocqe);
666         }
667 }
668
669 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
670 {
671         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
672
673         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
674                 return;
675
676         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
677                 cqe_size <<= 1;
678
679         io_cq_lock(ctx);
680         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
681                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
682                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
683
684                 if (!cqe)
685                         break;
686                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
687                                         struct io_overflow_cqe, list);
688                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
689                 list_del(&ocqe->list);
690                 kfree(ocqe);
691         }
692
693         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
694                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
695                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
696         }
697         io_cq_unlock_post(ctx);
698 }
699
700 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
701 {
702         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
703         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
704                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
705         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
706         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
707                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
708 }
709
710 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
711 {
712         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
713                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
714 }
715
716 static void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
717 {
718         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
719
720         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
721         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
722                 wake_up(&tctx->wait);
723         put_task_struct_many(task, nr);
724 }
725
726 /* must to be called somewhat shortly after putting a request */
727 static inline void io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
728 {
729         if (likely(task == current))
730                 task->io_uring->cached_refs += nr;
731         else
732                 __io_put_task(task, nr);
733 }
734
735 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
736 {
737         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
738
739         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
740         refcount_add(refill, &current->usage);
741         tctx->cached_refs += refill;
742 }
743
744 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
745 {
746         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
747         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
748
749         if (refs) {
750                 tctx->cached_refs = 0;
751                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
752                 put_task_struct_many(task, refs);
753         }
754 }
755
756 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
757                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
758 {
759         struct io_overflow_cqe *ocqe;
760         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
761         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
762
763         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
764
765         if (is_cqe32)
766                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
767
768         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
769         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
770         if (!ocqe) {
771                 /*
772                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
773                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
774                  * on the floor.
775                  */
776                 io_account_cq_overflow(ctx);
777                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
778                 return false;
779         }
780         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
781                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
782                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
783
784         }
785         ocqe->cqe.user_data = user_data;
786         ocqe->cqe.res = res;
787         ocqe->cqe.flags = cflags;
788         if (is_cqe32) {
789                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
790                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
791         }
792         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
793         return true;
794 }
795
796 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
797 {
798         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
799                 req->extra1 = 0;
800                 req->extra2 = 0;
801         }
802         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
803                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
804                                         req->extra1, req->extra2);
805 }
806
807 /*
808  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
809  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
810  * fill the cq entry
811  */
812 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
813 {
814         struct io_rings *rings = ctx->rings;
815         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
816         unsigned int free, queued, len;
817
818         /*
819          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
820          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
821          * Force overflow the completion.
822          */
823         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
824                 return NULL;
825
826         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
827         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
828         free = ctx->cq_entries - queued;
829         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
830         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
831         if (!len)
832                 return NULL;
833
834         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
835                 off <<= 1;
836                 len <<= 1;
837         }
838
839         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
840         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
841
842         ctx->cached_cq_tail++;
843         ctx->cqe_cached++;
844         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
845                 ctx->cqe_cached++;
846         return &rings->cqes[off];
847 }
848
849 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
850                               u32 cflags)
851 {
852         struct io_uring_cqe *cqe;
853
854         ctx->cq_extra++;
855
856         /*
857          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
858          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
859          * the ring.
860          */
861         cqe = io_get_cqe(ctx);
862         if (likely(cqe)) {
863                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
864
865                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
866                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
867                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
868
869                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
870                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
871                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
872                 }
873                 return true;
874         }
875         return false;
876 }
877
878 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
879         __must_hold(&ctx->uring_lock)
880 {
881         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
882         unsigned int i;
883
884         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
885         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
886                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
887
888                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
889                         if (ctx->task_complete) {
890                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
891                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
892                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
893                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
894                         } else {
895                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
896                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
897                         }
898                 }
899         }
900         state->cqes_count = 0;
901 }
902
903 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
904                               bool allow_overflow)
905 {
906         bool filled;
907
908         io_cq_lock(ctx);
909         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
910         if (!filled && allow_overflow)
911                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
912
913         io_cq_unlock_post(ctx);
914         return filled;
915 }
916
917 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
918 {
919         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
920 }
921
922 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
923                 bool allow_overflow)
924 {
925         struct io_uring_cqe *cqe;
926         unsigned int length;
927
928         if (!defer)
929                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
930
931         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
932
933         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
934
935         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
936                 __io_cq_lock(ctx);
937                 __io_flush_post_cqes(ctx);
938                 /* no need to flush - flush is deferred */
939                 __io_cq_unlock_post(ctx);
940         }
941
942         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
943          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
944          * and in that it works just as well.
945          */
946         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
947                 return false;
948
949         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
950         cqe->user_data = user_data;
951         cqe->res = res;
952         cqe->flags = cflags;
953         return true;
954 }
955
956 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
957 {
958         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
959
960         io_cq_lock(ctx);
961         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
962                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
963
964         /*
965          * If we're the last reference to this request, add to our locked
966          * free_list cache.
967          */
968         if (req_ref_put_and_test(req)) {
969                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
970                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
971                                 io_disarm_next(req);
972                         if (req->link) {
973                                 io_req_task_queue(req->link);
974                                 req->link = NULL;
975                         }
976                 }
977                 io_put_kbuf_comp(req);
978                 io_dismantle_req(req);
979                 io_req_put_rsrc(req);
980                 /*
981                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
982                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
983                  * deadlocks.
984                  */
985                 io_put_task(req->task, 1);
986                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
987                 ctx->locked_free_nr++;
988         }
989         io_cq_unlock_post(ctx);
990 }
991
992 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
993 {
994         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
995                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
996                 io_req_task_work_add(req);
997         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
998                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
999                 __io_req_complete_post(req);
1000         } else {
1001                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1002
1003                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1004                 __io_req_complete_post(req);
1005                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1006         }
1007 }
1008
1009 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1010         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1011 {
1012         const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1013
1014         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1015
1016         req_set_fail(req);
1017         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1018         if (def->fail)
1019                 def->fail(req);
1020         io_req_complete_defer(req);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1025  * advance and keep them valid across allocations.
1026  */
1027 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1028 {
1029         req->ctx = ctx;
1030         req->link = NULL;
1031         req->async_data = NULL;
1032         /* not necessary, but safer to zero */
1033         req->cqe.res = 0;
1034 }
1035
1036 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1037                                         struct io_submit_state *state)
1038 {
1039         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1040         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1041         ctx->locked_free_nr = 0;
1042         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1047  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1048  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1049  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1050  */
1051 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1052         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1053 {
1054         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1055         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1056         int ret, i;
1057
1058         /*
1059          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1060          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1061          * side cache.
1062          */
1063         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1064                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1065                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1066                         return true;
1067         }
1068
1069         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1070
1071         /*
1072          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1073          * retry single alloc to be on the safe side.
1074          */
1075         if (unlikely(ret <= 0)) {
1076                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1077                 if (!reqs[0])
1078                         return false;
1079                 ret = 1;
1080         }
1081
1082         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1083         for (i = 0; i < ret; i++) {
1084                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1085
1086                 io_preinit_req(req, ctx);
1087                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1088         }
1089         return true;
1090 }
1091
1092 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1093 {
1094         unsigned int flags = req->flags;
1095
1096         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1097                 io_clean_op(req);
1098         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1099                 io_put_file(req->file);
1100 }
1101
1102 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1103 {
1104         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1105
1106         io_req_put_rsrc(req);
1107         io_dismantle_req(req);
1108         io_put_task(req->task, 1);
1109
1110         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1111         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1112         ctx->locked_free_nr++;
1113         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1114 }
1115
1116 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1117 {
1118         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1119
1120         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1121         io_disarm_next(req);
1122         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1123 }
1124
1125 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1126 {
1127         struct io_kiocb *nxt;
1128
1129         /*
1130          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1131          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1132          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1133          * of the chain.
1134          */
1135         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1136                 __io_req_find_next_prep(req);
1137         nxt = req->link;
1138         req->link = NULL;
1139         return nxt;
1140 }
1141
1142 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1143 {
1144         if (!ctx)
1145                 return;
1146         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1147                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1148         if (*locked) {
1149                 io_submit_flush_completions(ctx);
1150                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1151                 *locked = false;
1152         }
1153         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1154 }
1155
1156 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1157                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1158                                    struct llist_node *last)
1159 {
1160         unsigned int count = 0;
1161
1162         while (node != last) {
1163                 struct llist_node *next = node->next;
1164                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1165                                                     io_task_work.node);
1166
1167                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1168
1169                 if (req->ctx != *ctx) {
1170                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1171                         *ctx = req->ctx;
1172                         /* if not contended, grab and improve batching */
1173                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1174                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1175                 }
1176                 req->io_task_work.func(req, locked);
1177                 node = next;
1178                 count++;
1179         }
1180
1181         return count;
1182 }
1183
1184 /**
1185  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1186  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1187  * @new:        new entry as the head of the list
1188  *
1189  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1190  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1191  */
1192 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1193                                                struct llist_node *new)
1194 {
1195         return xchg(&head->first, new);
1196 }
1197
1198 /**
1199  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1200  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1201  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1202  * @new:        new entry as the head of the list
1203  *
1204  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1205  */
1206
1207 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1208                                                   struct llist_node *old,
1209                                                   struct llist_node *new)
1210 {
1211         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1212 }
1213
1214 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1215 {
1216         bool uring_locked = false;
1217         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1218         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1219                                                   task_work);
1220         struct llist_node fake = {};
1221         struct llist_node *node;
1222         unsigned int loops = 1;
1223         unsigned int count;
1224
1225         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1226                 io_fallback_tw(tctx);
1227                 return;
1228         }
1229
1230         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1231         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1232         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1233         while (node != &fake) {
1234                 loops++;
1235                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1236                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1237                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1238         }
1239
1240         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1241
1242         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1243         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1244                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1245
1246         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1247 }
1248
1249 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1250 {
1251         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1252         struct io_kiocb *req;
1253
1254         while (node) {
1255                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1256                 node = node->next;
1257                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1258                               &req->ctx->fallback_llist))
1259                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1260         }
1261 }
1262
1263 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1264 {
1265         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1266
1267         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1268
1269         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1270                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1271                 return;
1272         }
1273         /* needed for the following wake up */
1274         smp_mb__after_atomic();
1275
1276         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1277                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1278                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1279                 return;
1280         }
1281
1282         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1283                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1284         if (ctx->has_evfd)
1285                 io_eventfd_signal(ctx);
1286
1287         if (READ_ONCE(ctx->cq_waiting))
1288                 wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1289         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1290 }
1291
1292 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1293 {
1294         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1295         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1296
1297         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1298                 io_req_local_work_add(req);
1299                 return;
1300         }
1301
1302         /* task_work already pending, we're done */
1303         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1304                 return;
1305
1306         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1307                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1308
1309         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1310                 return;
1311
1312         io_fallback_tw(tctx);
1313 }
1314
1315 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1316 {
1317         struct llist_node *node;
1318
1319         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1320         while (node) {
1321                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1322                                                     io_task_work.node);
1323
1324                 node = node->next;
1325                 __io_req_task_work_add(req, false);
1326         }
1327 }
1328
1329 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1330 {
1331         struct llist_node *node;
1332         unsigned int loops = 0;
1333         int ret = 0;
1334
1335         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1336                 return -EEXIST;
1337         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1338                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1339 again:
1340         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1341         while (node) {
1342                 struct llist_node *next = node->next;
1343                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1344                                                     io_task_work.node);
1345                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1346                 req->io_task_work.func(req, locked);
1347                 ret++;
1348                 node = next;
1349         }
1350         loops++;
1351
1352         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1353                 goto again;
1354         if (*locked) {
1355                 io_submit_flush_completions(ctx);
1356                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1357                         goto again;
1358         }
1359         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1360         return ret;
1361 }
1362
1363 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1364 {
1365         bool locked;
1366         int ret;
1367
1368         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1369                 return 0;
1370
1371         locked = true;
1372         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1373         /* shouldn't happen! */
1374         if (WARN_ON_ONCE(!locked))
1375                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1376         return ret;
1377 }
1378
1379 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1380 {
1381         bool locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1382         int ret;
1383
1384         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1385         if (locked)
1386                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1387
1388         return ret;
1389 }
1390
1391 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1392 {
1393         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1394         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1395 }
1396
1397 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1398 {
1399         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1400         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1401         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1402                 io_queue_sqe(req);
1403         else
1404                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1405 }
1406
1407 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1408 {
1409         io_req_set_res(req, ret, 0);
1410         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1411         io_req_task_work_add(req);
1412 }
1413
1414 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1415 {
1416         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1417         io_req_task_work_add(req);
1418 }
1419
1420 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1421 {
1422         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1423
1424         if (nxt)
1425                 io_req_task_queue(nxt);
1426 }
1427
1428 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1429         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1430 {
1431         struct task_struct *task = NULL;
1432         int task_refs = 0;
1433
1434         do {
1435                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1436                                                     comp_list);
1437
1438                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1439                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1440                                 node = req->comp_list.next;
1441                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1442                                         continue;
1443                         }
1444                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1445                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1446
1447                                 if (apoll->double_poll)
1448                                         kfree(apoll->double_poll);
1449                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1450                                         kfree(apoll);
1451                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1452                         }
1453                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1454                                 io_queue_next(req);
1455                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1456                                 io_clean_op(req);
1457                 }
1458                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1459                         io_put_file(req->file);
1460
1461                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1462
1463                 if (req->task != task) {
1464                         if (task)
1465                                 io_put_task(task, task_refs);
1466                         task = req->task;
1467                         task_refs = 0;
1468                 }
1469                 task_refs++;
1470                 node = req->comp_list.next;
1471                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1472         } while (node);
1473
1474         if (task)
1475                 io_put_task(task, task_refs);
1476 }
1477
1478 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1479         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1480 {
1481         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1482         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1483
1484         __io_cq_lock(ctx);
1485         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1486         if (state->cqes_count)
1487                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1488         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1489                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1490                                             comp_list);
1491
1492                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1493                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1494                         if (ctx->task_complete) {
1495                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1496                                 io_req_cqe_overflow(req);
1497                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1498                         } else {
1499                                 io_req_cqe_overflow(req);
1500                         }
1501                 }
1502         }
1503         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1504
1505         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1506                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1507                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1508         }
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1513  * was the last reference to this request.
1514  */
1515 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1516 {
1517         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1518
1519         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1520                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1521                         nxt = io_req_find_next(req);
1522                 io_free_req(req);
1523         }
1524         return nxt;
1525 }
1526
1527 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1528 {
1529         /* See comment at the top of this file */
1530         smp_rmb();
1531         return __io_cqring_events(ctx);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1536  * find and complete them.
1537  */
1538 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1539 {
1540         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1541                 return;
1542
1543         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1544         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1545                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1546                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1547                         break;
1548                 /*
1549                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1550                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1551                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1552                  */
1553                 if (need_resched()) {
1554                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1555                         cond_resched();
1556                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1557                 }
1558         }
1559         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1560 }
1561
1562 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1563 {
1564         unsigned int nr_events = 0;
1565         int ret = 0;
1566         unsigned long check_cq;
1567
1568         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1569                 return -EEXIST;
1570
1571         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1572         if (unlikely(check_cq)) {
1573                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1574                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1575                 /*
1576                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1577                  * dropped CQE.
1578                  */
1579                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1580                         return -EBADR;
1581         }
1582         /*
1583          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1584          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1585          * already triggered a CQE (eg in error).
1586          */
1587         if (io_cqring_events(ctx))
1588                 return 0;
1589
1590         do {
1591                 /*
1592                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1593                  * application entering polling for a command before it gets
1594                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1595                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1596                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1597                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1598                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1599                  * very same mutex.
1600                  */
1601                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1602                     io_task_work_pending(ctx)) {
1603                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1604
1605                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1606
1607                         if (task_work_pending(current) ||
1608                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1609                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1610                                 io_run_task_work();
1611                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1612                         }
1613                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1614                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1615                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1616                                 break;
1617                 }
1618                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1619                 if (ret < 0)
1620                         break;
1621                 nr_events += ret;
1622                 ret = 0;
1623         } while (nr_events < min && !need_resched());
1624
1625         return ret;
1626 }
1627
1628 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1629 {
1630         if (*locked)
1631                 io_req_complete_defer(req);
1632         else
1633                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1638  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1639  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1640  * accessing the kiocb cookie.
1641  */
1642 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1643 {
1644         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1645         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1646
1647         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1648         if (unlikely(needs_lock))
1649                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1650
1651         /*
1652          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1653          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1654          * different devices.
1655          */
1656         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1657                 ctx->poll_multi_queue = false;
1658         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1659                 struct io_kiocb *list_req;
1660
1661                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1662                                         comp_list);
1663                 if (list_req->file != req->file)
1664                         ctx->poll_multi_queue = true;
1665         }
1666
1667         /*
1668          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1669          * it to the front so we find it first.
1670          */
1671         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1672                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1673         else
1674                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1675
1676         if (unlikely(needs_lock)) {
1677                 /*
1678                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1679                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1680                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1681                  * whether should wake up sq thread.
1682                  */
1683                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1684                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1685                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1686
1687                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1688         }
1689 }
1690
1691 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1692 {
1693         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1698  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1699  * inline.
1700  */
1701 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1702 {
1703         if (S_ISBLK(mode)) {
1704                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1705                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1706                         return true;
1707                 return false;
1708         }
1709         if (S_ISSOCK(mode))
1710                 return true;
1711         if (S_ISREG(mode)) {
1712                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1713                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1714                     !io_is_uring_fops(file))
1715                         return true;
1716                 return false;
1717         }
1718
1719         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1720         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1721                 return true;
1722         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1727  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1728  * inline.
1729  */
1730 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1731 {
1732         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1733         unsigned int res = 0;
1734
1735         if (S_ISREG(mode))
1736                 res |= FFS_ISREG;
1737         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1738                 res |= FFS_NOWAIT;
1739         return res;
1740 }
1741
1742 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1743 {
1744         WARN_ON_ONCE(!io_cold_defs[req->opcode].async_size);
1745         req->async_data = kmalloc(io_cold_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1746         if (req->async_data) {
1747                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1748                 return false;
1749         }
1750         return true;
1751 }
1752
1753 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1754 {
1755         const struct io_cold_def *cdef = &io_cold_defs[req->opcode];
1756         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1757
1758         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1759         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1760                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1761         if (!cdef->prep_async)
1762                 return 0;
1763         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1764                 return -EFAULT;
1765         if (!def->manual_alloc) {
1766                 if (io_alloc_async_data(req))
1767                         return -EAGAIN;
1768         }
1769         return cdef->prep_async(req);
1770 }
1771
1772 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1773 {
1774         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1775         struct io_kiocb *cur;
1776
1777         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1778         io_for_each_link(cur, req)
1779                 seq--;
1780         return seq;
1781 }
1782
1783 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1784         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1785 {
1786         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1787         struct io_defer_entry *de;
1788         int ret;
1789         u32 seq = io_get_sequence(req);
1790
1791         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1792         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1793         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1794                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1795 queue:
1796                 ctx->drain_active = false;
1797                 io_req_task_queue(req);
1798                 return;
1799         }
1800         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1801
1802         io_prep_async_link(req);
1803         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1804         if (!de) {
1805                 ret = -ENOMEM;
1806                 io_req_defer_failed(req, ret);
1807                 return;
1808         }
1809
1810         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1811         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1812                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1813                 kfree(de);
1814                 goto queue;
1815         }
1816
1817         trace_io_uring_defer(req);
1818         de->req = req;
1819         de->seq = seq;
1820         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1821         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1822 }
1823
1824 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1825 {
1826         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1827                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1828                 io_put_kbuf_comp(req);
1829                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1830         }
1831
1832         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1833                 const struct io_cold_def *def = &io_cold_defs[req->opcode];
1834
1835                 if (def->cleanup)
1836                         def->cleanup(req);
1837         }
1838         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1839                 kfree(req->apoll->double_poll);
1840                 kfree(req->apoll);
1841                 req->apoll = NULL;
1842         }
1843         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1844                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1845
1846                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1847         }
1848         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1849                 put_cred(req->creds);
1850         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1851                 kfree(req->async_data);
1852                 req->async_data = NULL;
1853         }
1854         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1855 }
1856
1857 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, const struct io_issue_def *def,
1858                            unsigned int issue_flags)
1859 {
1860         if (req->file || !def->needs_file)
1861                 return true;
1862
1863         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1864                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1865         else
1866                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1867
1868         return !!req->file;
1869 }
1870
1871 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1872 {
1873         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1874         const struct cred *creds = NULL;
1875         int ret;
1876
1877         if (unlikely(!io_assign_file(req, def, issue_flags)))
1878                 return -EBADF;
1879
1880         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1881                 creds = override_creds(req->creds);
1882
1883         if (!def->audit_skip)
1884                 audit_uring_entry(req->opcode);
1885
1886         ret = def->issue(req, issue_flags);
1887
1888         if (!def->audit_skip)
1889                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1890
1891         if (creds)
1892                 revert_creds(creds);
1893
1894         if (ret == IOU_OK) {
1895                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1896                         io_req_complete_defer(req);
1897                 else
1898                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1899         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1900                 return ret;
1901
1902         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1903         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1904                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1905
1906         return 0;
1907 }
1908
1909 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1910 {
1911         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1912         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1913                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1914 }
1915
1916 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1917 {
1918         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1919
1920         req = io_put_req_find_next(req);
1921         return req ? &req->work : NULL;
1922 }
1923
1924 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1925 {
1926         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1927         const struct io_issue_def *def = &io_issue_defs[req->opcode];
1928         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1929         bool needs_poll = false;
1930         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1931
1932         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1933         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1934                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1935         else
1936                 req_ref_get(req);
1937
1938         io_arm_ltimeout(req);
1939
1940         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1941         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1942 fail:
1943                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1944                 return;
1945         }
1946         if (!io_assign_file(req, def, issue_flags)) {
1947                 err = -EBADF;
1948                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1949                 goto fail;
1950         }
1951
1952         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1953                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1954
1955                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1956                         needs_poll = true;
1957                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1958                 }
1959         }
1960
1961         do {
1962                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1963                 if (ret != -EAGAIN)
1964                         break;
1965                 /*
1966                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1967                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1968                  * wait for request slots on the block side.
1969                  */
1970                 if (!needs_poll) {
1971                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1972                                 break;
1973                         cond_resched();
1974                         continue;
1975                 }
1976
1977                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1978                         return;
1979                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1980                 needs_poll = false;
1981                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1982         } while (1);
1983
1984         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1985         if (ret < 0)
1986                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1987 }
1988
1989 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1990                                       unsigned int issue_flags)
1991 {
1992         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1993         struct file *file = NULL;
1994         unsigned long file_ptr;
1995
1996         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1997
1998         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1999                 goto out;
2000         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
2001         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
2002         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
2003         file_ptr &= ~FFS_MASK;
2004         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
2005         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
2006         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
2007 out:
2008         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2009         return file;
2010 }
2011
2012 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2013 {
2014         struct file *file = fget(fd);
2015
2016         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2017
2018         /* we don't allow fixed io_uring files */
2019         if (file && io_is_uring_fops(file))
2020                 io_req_track_inflight(req);
2021         return file;
2022 }
2023
2024 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2025         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2026 {
2027         struct io_kiocb *linked_timeout;
2028
2029         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2030                 io_req_defer_failed(req, ret);
2031                 return;
2032         }
2033
2034         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2035
2036         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2037         case IO_APOLL_READY:
2038                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2039                 io_req_task_queue(req);
2040                 break;
2041         case IO_APOLL_ABORTED:
2042                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2043                 io_queue_iowq(req, NULL);
2044                 break;
2045         case IO_APOLL_OK:
2046                 break;
2047         }
2048
2049         if (linked_timeout)
2050                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2051 }
2052
2053 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2054         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2055 {
2056         int ret;
2057
2058         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2059
2060         /*
2061          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2062          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2063          */
2064         if (likely(!ret))
2065                 io_arm_ltimeout(req);
2066         else
2067                 io_queue_async(req, ret);
2068 }
2069
2070 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2071         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2072 {
2073         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2074                 /*
2075                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2076                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2077                  */
2078                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2079                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2080                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2081         } else {
2082                 int ret = io_req_prep_async(req);
2083
2084                 if (unlikely(ret)) {
2085                         io_req_defer_failed(req, ret);
2086                         return;
2087                 }
2088
2089                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2090                         io_drain_req(req);
2091                 else
2092                         io_queue_iowq(req, NULL);
2093         }
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2098  *
2099  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2100  */
2101 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2102                                         struct io_kiocb *req,
2103                                         unsigned int sqe_flags)
2104 {
2105         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2106                 return false;
2107
2108         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2109             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2110                 return false;
2111
2112         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2113                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2114                 return false;
2115
2116         return true;
2117 }
2118
2119 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2120 {
2121         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2122         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2123
2124         ctx->drain_active = true;
2125         if (head) {
2126                 /*
2127                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2128                  * the head request and the next request/link after the current
2129                  * link. Considering sequential execution of links,
2130                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2131                  * link.
2132                  */
2133                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2134                 ctx->drain_next = true;
2135         }
2136 }
2137
2138 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2139                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2140         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2141 {
2142         const struct io_issue_def *def;
2143         unsigned int sqe_flags;
2144         int personality;
2145         u8 opcode;
2146
2147         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2148         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2149         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2150         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2151         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2152         req->file = NULL;
2153         req->rsrc_node = NULL;
2154         req->task = current;
2155
2156         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2157                 req->opcode = 0;
2158                 return -EINVAL;
2159         }
2160         def = &io_issue_defs[opcode];
2161         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2162                 /* enforce forwards compatibility on users */
2163                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2164                         return -EINVAL;
2165                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2166                         if (!def->buffer_select)
2167                                 return -EOPNOTSUPP;
2168                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2169                 }
2170                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2171                         ctx->drain_disabled = true;
2172                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2173                         if (ctx->drain_disabled)
2174                                 return -EOPNOTSUPP;
2175                         io_init_req_drain(req);
2176                 }
2177         }
2178         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2179                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2180                         return -EACCES;
2181                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2182                 if (ctx->drain_active)
2183                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2184                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2185                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2186                         ctx->drain_next = false;
2187                         ctx->drain_active = true;
2188                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2189                 }
2190         }
2191
2192         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2193                 return -EINVAL;
2194         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2195                 return -EINVAL;
2196
2197         if (def->needs_file) {
2198                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2199
2200                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2201
2202                 /*
2203                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2204                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2205                  */
2206                 if (state->need_plug && def->plug) {
2207                         state->plug_started = true;
2208                         state->need_plug = false;
2209                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2210                 }
2211         }
2212
2213         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2214         if (personality) {
2215                 int ret;
2216
2217                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2218                 if (!req->creds)
2219                         return -EINVAL;
2220                 get_cred(req->creds);
2221                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2222                 if (ret) {
2223                         put_cred(req->creds);
2224                         return ret;
2225                 }
2226                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2227         }
2228
2229         return def->prep(req, sqe);
2230 }
2231
2232 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2233                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2234 {
2235         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2236         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2237         struct io_kiocb *head = link->head;
2238
2239         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2240
2241         /*
2242          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2243          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2244          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2245          * should find the flag and handle the rest.
2246          */
2247         req_fail_link_node(req, ret);
2248         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2249                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2250
2251         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2252                 if (head) {
2253                         link->last->link = req;
2254                         link->head = NULL;
2255                         req = head;
2256                 }
2257                 io_queue_sqe_fallback(req);
2258                 return ret;
2259         }
2260
2261         if (head)
2262                 link->last->link = req;
2263         else
2264                 link->head = req;
2265         link->last = req;
2266         return 0;
2267 }
2268
2269 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2270                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2271         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2272 {
2273         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2274         int ret;
2275
2276         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2277         if (unlikely(ret))
2278                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2279
2280         /* don't need @sqe from now on */
2281         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2282
2283         /*
2284          * If we already have a head request, queue this one for async
2285          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2286          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2287          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2288          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2289          */
2290         if (unlikely(link->head)) {
2291                 ret = io_req_prep_async(req);
2292                 if (unlikely(ret))
2293                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2294
2295                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2296                 link->last->link = req;
2297                 link->last = req;
2298
2299                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2300                         return 0;
2301                 /* last request of the link, flush it */
2302                 req = link->head;
2303                 link->head = NULL;
2304                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2305                         goto fallback;
2306
2307         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2308                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2309                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2310                         link->head = req;
2311                         link->last = req;
2312                 } else {
2313 fallback:
2314                         io_queue_sqe_fallback(req);
2315                 }
2316                 return 0;
2317         }
2318
2319         io_queue_sqe(req);
2320         return 0;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2325  */
2326 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2327 {
2328         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2329
2330         if (unlikely(state->link.head))
2331                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2332         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2333         io_submit_flush_completions(ctx);
2334         if (state->plug_started)
2335                 blk_finish_plug(&state->plug);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Start submission side cache.
2340  */
2341 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2342                                   unsigned int max_ios)
2343 {
2344         state->plug_started = false;
2345         state->need_plug = max_ios > 2;
2346         state->submit_nr = max_ios;
2347         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2348         state->link.head = NULL;
2349 }
2350
2351 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2352 {
2353         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2354
2355         /*
2356          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2357          * since once we write the new head, the application could
2358          * write new data to them.
2359          */
2360         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2361 }
2362
2363 /*
2364  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2365  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2366  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2367  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2368  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2369  * prevent a re-load down the line.
2370  */
2371 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2372 {
2373         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2374         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2375
2376         /*
2377          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2378          *
2379          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2380          *    head updates.
2381          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2382          *    though the application is the one updating it.
2383          */
2384         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2385         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2386                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2387                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2388                         head <<= 1;
2389                 return &ctx->sq_sqes[head];
2390         }
2391
2392         /* drop invalid entries */
2393         ctx->cq_extra--;
2394         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2395                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2396         return NULL;
2397 }
2398
2399 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2400         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2401 {
2402         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2403         unsigned int left;
2404         int ret;
2405
2406         if (unlikely(!entries))
2407                 return 0;
2408         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2409         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2410         io_get_task_refs(left);
2411         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2412
2413         do {
2414                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2415                 struct io_kiocb *req;
2416
2417                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2418                         break;
2419                 req = io_alloc_req(ctx);
2420                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2421                 if (unlikely(!sqe)) {
2422                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2423                         break;
2424                 }
2425
2426                 /*
2427                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2428                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2429                  */
2430                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2431                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2432                         left--;
2433                         break;
2434                 }
2435         } while (--left);
2436
2437         if (unlikely(left)) {
2438                 ret -= left;
2439                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2440                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2441                         ret = -EAGAIN;
2442                 current->io_uring->cached_refs += left;
2443         }
2444
2445         io_submit_state_end(ctx);
2446          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2447         io_commit_sqring(ctx);
2448         return ret;
2449 }
2450
2451 struct io_wait_queue {
2452         struct wait_queue_entry wq;
2453         struct io_ring_ctx *ctx;
2454         unsigned cq_tail;
2455         unsigned nr_timeouts;
2456         ktime_t timeout;
2457 };
2458
2459 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2460 {
2461         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2462                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2463 }
2464
2465 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2466 {
2467         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2468         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2469
2470         /*
2471          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2472          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2473          * regardless of event count.
2474          */
2475         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2476 }
2477
2478 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2479                             int wake_flags, void *key)
2480 {
2481         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2482
2483         /*
2484          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2485          * the task, and the next invocation will do it.
2486          */
2487         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2488                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2489         return -1;
2490 }
2491
2492 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2493 {
2494         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2495                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2496                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2497                         return 1;
2498         }
2499         if (io_run_task_work() > 0)
2500                 return 1;
2501         if (task_sigpending(current))
2502                 return -EINTR;
2503         return 0;
2504 }
2505
2506 /* when returns >0, the caller should retry */
2507 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2508                                           struct io_wait_queue *iowq)
2509 {
2510         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2511                 return 1;
2512         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2513                 return 1;
2514         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2515                 return 1;
2516         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2517                 return -EINTR;
2518         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2519                 return 0;
2520         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2521                 schedule();
2522         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2523                 return -ETIME;
2524         return 0;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2529  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2530  */
2531 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2532                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2533                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2534 {
2535         struct io_wait_queue iowq;
2536         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2537         int ret;
2538
2539         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2540                 return -EEXIST;
2541         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2542                 io_run_local_work(ctx);
2543         io_run_task_work();
2544         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2545         /* if user messes with these they will just get an early return */
2546         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2547                 return 0;
2548
2549         if (sig) {
2550 #ifdef CONFIG_COMPAT
2551                 if (in_compat_syscall())
2552                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2553                                                       sigsz);
2554                 else
2555 #endif
2556                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2557
2558                 if (ret)
2559                         return ret;
2560         }
2561
2562         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2563         iowq.wq.private = current;
2564         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2565         iowq.ctx = ctx;
2566         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2567         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2568         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2569
2570         if (uts) {
2571                 struct timespec64 ts;
2572
2573                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2574                         return -EFAULT;
2575                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2576         }
2577
2578         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2579         do {
2580                 unsigned long check_cq;
2581
2582                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2583                         WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 1);
2584                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2585                 } else {
2586                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2587                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2588                 }
2589
2590                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2591                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2592                 WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 0);
2593
2594                 if (ret < 0)
2595                         break;
2596                 /*
2597                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2598                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2599                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2600                  */
2601                 io_run_task_work();
2602                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2603                         io_run_local_work(ctx);
2604
2605                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2606                 if (unlikely(check_cq)) {
2607                         /* let the caller flush overflows, retry */
2608                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2609                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2610                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2611                                 ret = -EBADR;
2612                                 break;
2613                         }
2614                 }
2615
2616                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2617                         ret = 0;
2618                         break;
2619                 }
2620                 cond_resched();
2621         } while (1);
2622
2623         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2624                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2625         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2626
2627         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2628 }
2629
2630 static void io_mem_free(void *ptr)
2631 {
2632         struct page *page;
2633
2634         if (!ptr)
2635                 return;
2636
2637         page = virt_to_head_page(ptr);
2638         if (put_page_testzero(page))
2639                 free_compound_page(page);
2640 }
2641
2642 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2643 {
2644         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2645
2646         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2647 }
2648
2649 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2650                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2651 {
2652         struct io_rings *rings;
2653         size_t off, sq_array_size;
2654
2655         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2656         if (off == SIZE_MAX)
2657                 return SIZE_MAX;
2658         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2659                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2660                         return SIZE_MAX;
2661         }
2662
2663 #ifdef CONFIG_SMP
2664         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2665         if (off == 0)
2666                 return SIZE_MAX;
2667 #endif
2668
2669         if (sq_offset)
2670                 *sq_offset = off;
2671
2672         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2673         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2674                 return SIZE_MAX;
2675
2676         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2677                 return SIZE_MAX;
2678
2679         return off;
2680 }
2681
2682 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2683                                unsigned int eventfd_async)
2684 {
2685         struct io_ev_fd *ev_fd;
2686         __s32 __user *fds = arg;
2687         int fd;
2688
2689         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2690                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2691         if (ev_fd)
2692                 return -EBUSY;
2693
2694         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2695                 return -EFAULT;
2696
2697         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2698         if (!ev_fd)
2699                 return -ENOMEM;
2700
2701         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2702         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2703                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2704                 kfree(ev_fd);
2705                 return ret;
2706         }
2707
2708         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2709         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2710         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2711
2712         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2713         ctx->has_evfd = true;
2714         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2715         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2716         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2717         return 0;
2718 }
2719
2720 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2721 {
2722         struct io_ev_fd *ev_fd;
2723
2724         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2725                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2726         if (ev_fd) {
2727                 ctx->has_evfd = false;
2728                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2729                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2730                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2731                 return 0;
2732         }
2733
2734         return -ENXIO;
2735 }
2736
2737 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2738 {
2739         int nr = 0;
2740
2741         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2742         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2743
2744         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2745                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2746
2747                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2748                 nr++;
2749         }
2750         if (nr)
2751                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2752         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2753 }
2754
2755 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2756 {
2757         io_sq_thread_finish(ctx);
2758         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2759         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2760         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2761         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2762
2763         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2764         if (ctx->buf_data)
2765                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2766         if (ctx->file_data)
2767                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2768         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2769         io_eventfd_unregister(ctx);
2770         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2771         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2772         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2773         io_destroy_buffers(ctx);
2774         if (ctx->sq_creds)
2775                 put_cred(ctx->sq_creds);
2776         if (ctx->submitter_task)
2777                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2778
2779         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2780         if (ctx->rsrc_node)
2781                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2782         if (ctx->rsrc_backup_node)
2783                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2784         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2785         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2786
2787         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2788         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2789
2790 #if defined(CONFIG_UNIX)
2791         if (ctx->ring_sock) {
2792                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2793                 sock_release(ctx->ring_sock);
2794         }
2795 #endif
2796         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2797
2798         if (ctx->mm_account) {
2799                 mmdrop(ctx->mm_account);
2800                 ctx->mm_account = NULL;
2801         }
2802         io_mem_free(ctx->rings);
2803         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2804
2805         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2806         free_uid(ctx->user);
2807         io_req_caches_free(ctx);
2808         if (ctx->hash_map)
2809                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2810         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2811         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2812         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2813         kfree(ctx->io_bl);
2814         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2815         kfree(ctx);
2816 }
2817
2818 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2819 {
2820         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2821                                                poll_wq_task_work);
2822
2823         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2824         ctx->poll_activated = true;
2825         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2826
2827         /*
2828          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2829          * might've been lost due to loose synchronisation.
2830          */
2831         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2832         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2833 }
2834
2835 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2836 {
2837         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2838         /* already activated or in progress */
2839         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2840                 goto out;
2841         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2842                 goto out;
2843         if (!ctx->submitter_task)
2844                 goto out;
2845         /*
2846          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2847          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2848          */
2849         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2850         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2851         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2852                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2853 out:
2854         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2855 }
2856
2857 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2858 {
2859         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2860         __poll_t mask = 0;
2861
2862         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2863                 io_activate_pollwq(ctx);
2864
2865         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2866         /*
2867          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2868          * io_commit_cqring
2869          */
2870         smp_rmb();
2871         if (!io_sqring_full(ctx))
2872                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2873
2874         /*
2875          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2876          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2877          *      CPU0                    CPU1
2878          *      ----                    ----
2879          * lock(&ctx->uring_lock);
2880          *                              lock(&ep->mtx);
2881          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2882          * lock(&ep->mtx);
2883          *
2884          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2885          * pushes them to do the flush.
2886          */
2887
2888         if (__io_cqring_events_user(ctx) || io_has_work(ctx))
2889                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2890
2891         return mask;
2892 }
2893
2894 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2895 {
2896         const struct cred *creds;
2897
2898         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2899         if (creds) {
2900                 put_cred(creds);
2901                 return 0;
2902         }
2903
2904         return -EINVAL;
2905 }
2906
2907 struct io_tctx_exit {
2908         struct callback_head            task_work;
2909         struct completion               completion;
2910         struct io_ring_ctx              *ctx;
2911 };
2912
2913 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2914 {
2915         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2916         struct io_tctx_exit *work;
2917
2918         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2919         /*
2920          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2921          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2922          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2923          * work cancelation off the exec path.
2924          */
2925         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2926                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2927         complete(&work->completion);
2928 }
2929
2930 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2931 {
2932         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2933
2934         return req->ctx == data;
2935 }
2936
2937 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2938 {
2939         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2940         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2941         unsigned long interval = HZ / 20;
2942         struct io_tctx_exit exit;
2943         struct io_tctx_node *node;
2944         int ret;
2945
2946         /*
2947          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2948          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2949          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2950          * as nobody else will be looking for them.
2951          */
2952         do {
2953                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2954                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2955                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2956                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2957                 }
2958
2959                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2960                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2961
2962                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2963                         cond_resched();
2964
2965                 if (ctx->sq_data) {
2966                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2967                         struct task_struct *tsk;
2968
2969                         io_sq_thread_park(sqd);
2970                         tsk = sqd->thread;
2971                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2972                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2973                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2974                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2975                 }
2976
2977                 io_req_caches_free(ctx);
2978
2979                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2980                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2981                         interval = HZ * 60;
2982                 }
2983         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2984
2985         init_completion(&exit.completion);
2986         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2987         exit.ctx = ctx;
2988         /*
2989          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2990          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2991          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2992          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2993          */
2994         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2995         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2996                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2997
2998                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2999                                         ctx_node);
3000                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
3001                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
3002                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
3003                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
3004                         continue;
3005
3006                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3007                 wait_for_completion(&exit.completion);
3008                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3009         }
3010         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3011         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3012         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3013
3014         io_ring_ctx_free(ctx);
3015 }
3016
3017 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3018 {
3019         unsigned long index;
3020         struct creds *creds;
3021
3022         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3023         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3024         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3025                 io_unregister_personality(ctx, index);
3026         if (ctx->rings)
3027                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3028         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3029
3030         /*
3031          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3032          * and therefore did not submit any requests
3033          */
3034         if (ctx->rings)
3035                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3036
3037         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3038         /*
3039          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3040          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3041          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3042          * over using system_wq.
3043          */
3044         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3045 }
3046
3047 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3048 {
3049         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3050
3051         file->private_data = NULL;
3052         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3053         return 0;
3054 }
3055
3056 struct io_task_cancel {
3057         struct task_struct *task;
3058         bool all;
3059 };
3060
3061 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3062 {
3063         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3064         struct io_task_cancel *cancel = data;
3065
3066         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3067 }
3068
3069 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3070                                          struct task_struct *task,
3071                                          bool cancel_all)
3072 {
3073         struct io_defer_entry *de;
3074         LIST_HEAD(list);
3075
3076         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3077         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3078                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3079                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3080                         break;
3081                 }
3082         }
3083         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3084         if (list_empty(&list))
3085                 return false;
3086
3087         while (!list_empty(&list)) {
3088                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3089                 list_del_init(&de->list);
3090                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3091                 kfree(de);
3092         }
3093         return true;
3094 }
3095
3096 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3097 {
3098         struct io_tctx_node *node;
3099         enum io_wq_cancel cret;
3100         bool ret = false;
3101
3102         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3103         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3104                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3105
3106                 /*
3107                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3108                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3109                  */
3110                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3111                         continue;
3112                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3113                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3114         }
3115         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3116
3117         return ret;
3118 }
3119
3120 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3121                                                 struct task_struct *task,
3122                                                 bool cancel_all)
3123 {
3124         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3125         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3126         enum io_wq_cancel cret;
3127         bool ret = false;
3128
3129         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3130         if (!ctx->rings)
3131                 return false;
3132
3133         if (!task) {
3134                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3135         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3136                 /*
3137                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3138                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3139                  */
3140                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3141                                        &cancel, true);
3142                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3143         }
3144
3145         /* SQPOLL thread does its own polling */
3146         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3147             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3148                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3149                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3150                         ret = true;
3151                 }
3152         }
3153
3154         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3155             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3156                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3157         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3158         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3159         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3160         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3161         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3162         if (task)
3163                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3164         return ret;
3165 }
3166
3167 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3168 {
3169         if (tracked)
3170                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3171         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3172 }
3173
3174 /*
3175  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3176  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3177  */
3178 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3179 {
3180         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3181         struct io_ring_ctx *ctx;
3182         s64 inflight;
3183         DEFINE_WAIT(wait);
3184
3185         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3186
3187         if (!current->io_uring)
3188                 return;
3189         if (tctx->io_wq)
3190                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3191
3192         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3193         do {
3194                 bool loop = false;
3195
3196                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3197                 /* read completions before cancelations */
3198                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3199                 if (!inflight)
3200                         break;
3201
3202                 if (!sqd) {
3203                         struct io_tctx_node *node;
3204                         unsigned long index;
3205
3206                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3207                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3208                                 if (node->ctx->sq_data)
3209                                         continue;
3210                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3211                                                         current, cancel_all);
3212                         }
3213                 } else {
3214                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3215                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3216                                                                      current,
3217                                                                      cancel_all);
3218                 }
3219
3220                 if (loop) {
3221                         cond_resched();
3222                         continue;
3223                 }
3224
3225                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3226                 io_run_task_work();
3227                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3228
3229                 /*
3230                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3231                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3232                  * prepare_to_wait().
3233                  */
3234                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3235                         schedule();
3236                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3237         } while (1);
3238
3239         io_uring_clean_tctx(tctx);
3240         if (cancel_all) {
3241                 /*
3242                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3243                  * ->in_idle set for normal exit.
3244                  */
3245                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3246                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3247                 __io_uring_free(current);
3248         }
3249 }
3250
3251 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3252 {
3253         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3254 }
3255
3256 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3257                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3258 {
3259         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3260         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3261         struct page *page;
3262         void *ptr;
3263
3264         switch (offset) {
3265         case IORING_OFF_SQ_RING:
3266         case IORING_OFF_CQ_RING:
3267                 ptr = ctx->rings;
3268                 break;
3269         case IORING_OFF_SQES:
3270                 ptr = ctx->sq_sqes;
3271                 break;
3272         default:
3273                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3274         }
3275
3276         page = virt_to_head_page(ptr);
3277         if (sz > page_size(page))
3278                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3279
3280         return ptr;
3281 }
3282
3283 #ifdef CONFIG_MMU
3284
3285 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3286 {
3287         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3288         unsigned long pfn;
3289         void *ptr;
3290
3291         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3292         if (IS_ERR(ptr))
3293                 return PTR_ERR(ptr);
3294
3295         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3296         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3297 }
3298
3299 #else /* !CONFIG_MMU */
3300
3301 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3302 {
3303         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3304 }
3305
3306 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3307 {
3308         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3309 }
3310
3311 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3312         unsigned long addr, unsigned long len,
3313         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3314 {
3315         void *ptr;
3316
3317         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3318         if (IS_ERR(ptr))
3319                 return PTR_ERR(ptr);
3320
3321         return (unsigned long) ptr;
3322 }
3323
3324 #endif /* !CONFIG_MMU */
3325
3326 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3327 {
3328         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3329                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3330
3331                 if (argsz != sizeof(arg))
3332                         return -EINVAL;
3333                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3334                         return -EFAULT;
3335         }
3336         return 0;
3337 }
3338
3339 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3340                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3341                           const sigset_t __user **sig)
3342 {
3343         struct io_uring_getevents_arg arg;
3344
3345         /*
3346          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3347          * is just a pointer to the sigset_t.
3348          */
3349         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3350                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3351                 *ts = NULL;
3352                 return 0;
3353         }
3354
3355         /*
3356          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3357          * timespec and sigset_t pointers if good.
3358          */
3359         if (*argsz != sizeof(arg))
3360                 return -EINVAL;
3361         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3362                 return -EFAULT;
3363         if (arg.pad)
3364                 return -EINVAL;
3365         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3366         *argsz = arg.sigmask_sz;
3367         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3368         return 0;
3369 }
3370
3371 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3372                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3373                 size_t, argsz)
3374 {
3375         struct io_ring_ctx *ctx;
3376         struct fd f;
3377         long ret;
3378
3379         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3380                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3381                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3382                 return -EINVAL;
3383
3384         /*
3385          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3386          * need only dereference our task private array to find it.
3387          */
3388         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3389                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3390
3391                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3392                         return -EINVAL;
3393                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3394                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3395                 f.flags = 0;
3396                 if (unlikely(!f.file))
3397                         return -EBADF;
3398         } else {
3399                 f = fdget(fd);
3400                 if (unlikely(!f.file))
3401                         return -EBADF;
3402                 ret = -EOPNOTSUPP;
3403                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3404                         goto out;
3405         }
3406
3407         ctx = f.file->private_data;
3408         ret = -EBADFD;
3409         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3410                 goto out;
3411
3412         /*
3413          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3414          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3415          * we were asked to.
3416          */
3417         ret = 0;
3418         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3419                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3420
3421                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3422                         ret = -EOWNERDEAD;
3423                         goto out;
3424                 }
3425                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3426                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3427                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3428                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3429
3430                 ret = to_submit;
3431         } else if (to_submit) {
3432                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3433                 if (unlikely(ret))
3434                         goto out;
3435
3436                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3437                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3438                 if (ret != to_submit) {
3439                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3440                         goto out;
3441                 }
3442                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3443                         if (ctx->syscall_iopoll)
3444                                 goto iopoll_locked;
3445                         /*
3446                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3447                          * it should handle ownership problems if any.
3448                          */
3449                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3450                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3451                 }
3452                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3453         }
3454
3455         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3456                 int ret2;
3457
3458                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3459                         /*
3460                          * We disallow the app entering submit/complete with
3461                          * polling, but we still need to lock the ring to
3462                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3463                          * a workqueue.
3464                          */
3465                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3466 iopoll_locked:
3467                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3468                         if (likely(!ret2)) {
3469                                 min_complete = min(min_complete,
3470                                                    ctx->cq_entries);
3471                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3472                         }
3473                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3474                 } else {
3475                         const sigset_t __user *sig;
3476                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3477
3478                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3479                         if (likely(!ret2)) {
3480                                 min_complete = min(min_complete,
3481                                                    ctx->cq_entries);
3482                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3483                                                       argsz, ts);
3484                         }
3485                 }
3486
3487                 if (!ret) {
3488                         ret = ret2;
3489
3490                         /*
3491                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3492                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3493                          * as they are obviously ok with those drops.
3494                          */
3495                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3496                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3497                                           &ctx->check_cq);
3498                 }
3499         }
3500 out:
3501         fdput(f);
3502         return ret;
3503 }
3504
3505 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3506         .release        = io_uring_release,
3507         .mmap           = io_uring_mmap,
3508 #ifndef CONFIG_MMU
3509         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3510         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3511 #endif
3512         .poll           = io_uring_poll,
3513 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3514         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3515 #endif
3516 };
3517
3518 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3519 {
3520         return file->f_op == &io_uring_fops;
3521 }
3522
3523 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3524                                          struct io_uring_params *p)
3525 {
3526         struct io_rings *rings;
3527         size_t size, sq_array_offset;
3528
3529         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3530         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3531         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3532
3533         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3534         if (size == SIZE_MAX)
3535                 return -EOVERFLOW;
3536
3537         rings = io_mem_alloc(size);
3538         if (!rings)
3539                 return -ENOMEM;
3540
3541         ctx->rings = rings;
3542         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3543         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3544         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3545         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3546         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3547
3548         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3549                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3550         else
3551                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3552         if (size == SIZE_MAX) {
3553                 io_mem_free(ctx->rings);
3554                 ctx->rings = NULL;
3555                 return -EOVERFLOW;
3556         }
3557
3558         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3559         if (!ctx->sq_sqes) {
3560                 io_mem_free(ctx->rings);
3561                 ctx->rings = NULL;
3562                 return -ENOMEM;
3563         }
3564
3565         return 0;
3566 }
3567
3568 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3569 {
3570         int ret, fd;
3571
3572         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3573         if (fd < 0)
3574                 return fd;
3575
3576         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3577         if (ret) {
3578                 put_unused_fd(fd);
3579                 return ret;
3580         }
3581         fd_install(fd, file);
3582         return fd;
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3587  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3588  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3589  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3590  */
3591 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3592 {
3593         struct file *file;
3594 #if defined(CONFIG_UNIX)
3595         int ret;
3596
3597         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3598                                 &ctx->ring_sock);
3599         if (ret)
3600                 return ERR_PTR(ret);
3601 #endif
3602
3603         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3604                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3605 #if defined(CONFIG_UNIX)
3606         if (IS_ERR(file)) {
3607                 sock_release(ctx->ring_sock);
3608                 ctx->ring_sock = NULL;
3609         } else {
3610                 ctx->ring_sock->file = file;
3611         }
3612 #endif
3613         return file;
3614 }
3615
3616 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3617                                   struct io_uring_params __user *params)
3618 {
3619         struct io_ring_ctx *ctx;
3620         struct file *file;
3621         int ret;
3622
3623         if (!entries)
3624                 return -EINVAL;
3625         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3626                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3627                         return -EINVAL;
3628                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3629         }
3630
3631         /*
3632          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3633          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3634          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3635          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3636          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3637          * of CQ ring entries manually.
3638          */
3639         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3640         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3641                 /*
3642                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3643                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3644                  * any cq vs sq ring sizing.
3645                  */
3646                 if (!p->cq_entries)
3647                         return -EINVAL;
3648                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3649                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3650                                 return -EINVAL;
3651                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3652                 }
3653                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3654                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3655                         return -EINVAL;
3656         } else {
3657                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3658         }
3659
3660         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3661         if (!ctx)
3662                 return -ENOMEM;
3663
3664         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3665             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3666             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3667                 ctx->task_complete = true;
3668
3669         /*
3670          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3671          * purposes, see io_activate_pollwq()
3672          */
3673         if (!ctx->task_complete)
3674                 ctx->poll_activated = true;
3675
3676         /*
3677          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3678          * space applications don't need to do io completion events
3679          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3680          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3681          */
3682         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3683             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3684                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3685
3686         ctx->compat = in_compat_syscall();
3687         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3688                 ctx->user = get_uid(current_user());
3689
3690         /*
3691          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3692          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3693          */
3694         ret = -EINVAL;
3695         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3696                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3697                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3698                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3699                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3700                         goto err;
3701                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3702         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3703                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3704         } else {
3705                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3706                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3707                         goto err;
3708                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3709         }
3710
3711         /*
3712          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3713          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3714          * that.
3715          */
3716         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3717             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3718                 goto err;
3719         }
3720
3721         /*
3722          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3723          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3724          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3725          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3726          */
3727         mmgrab(current->mm);
3728         ctx->mm_account = current->mm;
3729
3730         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3731         if (ret)
3732                 goto err;
3733
3734         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3735         if (ret)
3736                 goto err;
3737         /* always set a rsrc node */
3738         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3739         if (ret)
3740                 goto err;
3741         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3742
3743         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3744         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3745         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3746         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3747         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3748         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3749         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3750         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3751
3752         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3753         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3754         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3755         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3756         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3757         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3758         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3759         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3760
3761         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3762                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3763                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3764                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3765                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3766                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3767                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3768
3769         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3770                 ret = -EFAULT;
3771                 goto err;
3772         }
3773
3774         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3775             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3776                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3777
3778         file = io_uring_get_file(ctx);
3779         if (IS_ERR(file)) {
3780                 ret = PTR_ERR(file);
3781                 goto err;
3782         }
3783
3784         /*
3785          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3786          * having closed it before we finish setup
3787          */
3788         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3789         if (ret < 0) {
3790                 /* fput will clean it up */
3791                 fput(file);
3792                 return ret;
3793         }
3794
3795         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3796         return ret;
3797 err:
3798         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3799         return ret;
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3804  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3805  * params structure passed in.
3806  */
3807 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3808 {
3809         struct io_uring_params p;
3810         int i;
3811
3812         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3813                 return -EFAULT;
3814         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3815                 if (p.resv[i])
3816                         return -EINVAL;
3817         }
3818
3819         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3820                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3821                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3822                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3823                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3824                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3825                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3826                 return -EINVAL;
3827
3828         return io_uring_create(entries, &p, params);
3829 }
3830
3831 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3832                 struct io_uring_params __user *, params)
3833 {
3834         return io_uring_setup(entries, params);
3835 }
3836
3837 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3838                            unsigned nr_args)
3839 {
3840         struct io_uring_probe *p;
3841         size_t size;
3842         int i, ret;
3843
3844         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3845         if (size == SIZE_MAX)
3846                 return -EOVERFLOW;
3847         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3848         if (!p)
3849                 return -ENOMEM;
3850
3851         ret = -EFAULT;
3852         if (copy_from_user(p, arg, size))
3853                 goto out;
3854         ret = -EINVAL;
3855         if (memchr_inv(p, 0, size))
3856                 goto out;
3857
3858         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3859         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3860                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3861
3862         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3863                 p->ops[i].op = i;
3864                 if (!io_issue_defs[i].not_supported)
3865                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3866         }
3867         p->ops_len = i;
3868
3869         ret = 0;
3870         if (copy_to_user(arg, p, size))
3871                 ret = -EFAULT;
3872 out:
3873         kfree(p);
3874         return ret;
3875 }
3876
3877 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3878 {
3879         const struct cred *creds;
3880         u32 id;
3881         int ret;
3882
3883         creds = get_current_cred();
3884
3885         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3886                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3887         if (ret < 0) {
3888                 put_cred(creds);
3889                 return ret;
3890         }
3891         return id;
3892 }
3893
3894 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3895                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3896 {
3897         struct io_uring_restriction *res;
3898         size_t size;
3899         int i, ret;
3900
3901         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3902         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3903                 return -EBADFD;
3904
3905         /* We allow only a single restrictions registration */
3906         if (ctx->restrictions.registered)
3907                 return -EBUSY;
3908
3909         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3910                 return -EINVAL;
3911
3912         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3913         if (size == SIZE_MAX)
3914                 return -EOVERFLOW;
3915
3916         res = memdup_user(arg, size);
3917         if (IS_ERR(res))
3918                 return PTR_ERR(res);
3919
3920         ret = 0;
3921
3922         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3923                 switch (res[i].opcode) {
3924                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3925                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3926                                 ret = -EINVAL;
3927                                 goto out;
3928                         }
3929
3930                         __set_bit(res[i].register_op,
3931                                   ctx->restrictions.register_op);
3932                         break;
3933                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3934                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3935                                 ret = -EINVAL;
3936                                 goto out;
3937                         }
3938
3939                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3940                         break;
3941                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3942                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3943                         break;
3944                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3945                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3946                         break;
3947                 default:
3948                         ret = -EINVAL;
3949                         goto out;
3950                 }
3951         }
3952
3953 out:
3954         /* Reset all restrictions if an error happened */
3955         if (ret != 0)
3956                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3957         else
3958                 ctx->restrictions.registered = true;
3959
3960         kfree(res);
3961         return ret;
3962 }
3963
3964 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3965 {
3966         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3967                 return -EBADFD;
3968
3969         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
3970                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3971                 /*
3972                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
3973                  * submitter_task is set.
3974                  */
3975                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
3976                         io_activate_pollwq(ctx);
3977         }
3978
3979         if (ctx->restrictions.registered)
3980                 ctx->restricted = 1;
3981
3982         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3983         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3984                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3985         return 0;
3986 }
3987
3988 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3989                                        void __user *arg, unsigned len)
3990 {
3991         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3992         cpumask_var_t new_mask;
3993         int ret;
3994
3995         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3996                 return -EINVAL;
3997
3998         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3999                 return -ENOMEM;
4000
4001         cpumask_clear(new_mask);
4002         if (len > cpumask_size())
4003                 len = cpumask_size();
4004
4005         if (in_compat_syscall()) {
4006                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
4007                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
4008                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4009         } else {
4010                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4011         }
4012
4013         if (ret) {
4014                 free_cpumask_var(new_mask);
4015                 return -EFAULT;
4016         }
4017
4018         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4019         free_cpumask_var(new_mask);
4020         return ret;
4021 }
4022
4023 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4024 {
4025         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4026
4027         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4028                 return -EINVAL;
4029
4030         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4031 }
4032
4033 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4034                                                void __user *arg)
4035         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4036 {
4037         struct io_tctx_node *node;
4038         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4039         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4040         __u32 new_count[2];
4041         int i, ret;
4042
4043         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4044                 return -EFAULT;
4045         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4046                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4047                         return -EINVAL;
4048
4049         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4050                 sqd = ctx->sq_data;
4051                 if (sqd) {
4052                         /*
4053                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4054                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4055                          * a ref to the ctx.
4056                          */
4057                         refcount_inc(&sqd->refs);
4058                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4059                         mutex_lock(&sqd->lock);
4060                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4061                         if (sqd->thread)
4062                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4063                 }
4064         } else {
4065                 tctx = current->io_uring;
4066         }
4067
4068         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4069
4070         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4071                 if (new_count[i])
4072                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4073         ctx->iowq_limits_set = true;
4074
4075         if (tctx && tctx->io_wq) {
4076                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4077                 if (ret)
4078                         goto err;
4079         } else {
4080                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4081         }
4082
4083         if (sqd) {
4084                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4085                 io_put_sq_data(sqd);
4086         }
4087
4088         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4089                 return -EFAULT;
4090
4091         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4092         if (sqd)
4093                 return 0;
4094
4095         /* now propagate the restriction to all registered users */
4096         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4097                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4098
4099                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4100                         continue;
4101
4102                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4103                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4104                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4105                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4106         }
4107         return 0;
4108 err:
4109         if (sqd) {
4110                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4111                 io_put_sq_data(sqd);
4112         }
4113         return ret;
4114 }
4115
4116 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4117                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4118         __releases(ctx->uring_lock)
4119         __acquires(ctx->uring_lock)
4120 {
4121         int ret;
4122
4123         /*
4124          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4125          * dying as we're holding a file ref here.
4126          */
4127         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4128                 return -ENXIO;
4129
4130         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4131                 return -EEXIST;
4132
4133         if (ctx->restricted) {
4134                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4135                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4136                         return -EACCES;
4137         }
4138
4139         switch (opcode) {
4140         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4141                 ret = -EFAULT;
4142                 if (!arg)
4143                         break;
4144                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4145                 break;
4146         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4147                 ret = -EINVAL;
4148                 if (arg || nr_args)
4149                         break;
4150                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4151                 break;
4152         case IORING_REGISTER_FILES:
4153                 ret = -EFAULT;
4154                 if (!arg)
4155                         break;
4156                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4157                 break;
4158         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4159                 ret = -EINVAL;
4160                 if (arg || nr_args)
4161                         break;
4162                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4163                 break;
4164         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4165                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4166                 break;
4167         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4168                 ret = -EINVAL;
4169                 if (nr_args != 1)
4170                         break;
4171                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4172                 break;
4173         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4174                 ret = -EINVAL;
4175                 if (nr_args != 1)
4176                         break;
4177                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4178                 break;
4179         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4180                 ret = -EINVAL;
4181                 if (arg || nr_args)
4182                         break;
4183                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4184                 break;
4185         case IORING_REGISTER_PROBE:
4186                 ret = -EINVAL;
4187                 if (!arg || nr_args > 256)
4188                         break;
4189                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4190                 break;
4191         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4192                 ret = -EINVAL;
4193                 if (arg || nr_args)
4194                         break;
4195                 ret = io_register_personality(ctx);
4196                 break;
4197         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4198                 ret = -EINVAL;
4199                 if (arg)
4200                         break;
4201                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4202                 break;
4203         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4204                 ret = -EINVAL;
4205                 if (arg || nr_args)
4206                         break;
4207                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4208                 break;
4209         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4210                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4211                 break;
4212         case IORING_REGISTER_FILES2:
4213                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4214                 break;
4215         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4216                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4217                                               IORING_RSRC_FILE);
4218                 break;
4219         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4220                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4221                 break;
4222         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4223                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4224                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4225                 break;
4226         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4227                 ret = -EINVAL;
4228                 if (!arg || !nr_args)
4229                         break;
4230                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4231                 break;
4232         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4233                 ret = -EINVAL;
4234                 if (arg || nr_args)
4235                         break;
4236                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4237                 break;
4238         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4239                 ret = -EINVAL;
4240                 if (!arg || nr_args != 2)
4241                         break;
4242                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4243                 break;
4244         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4245                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4246                 break;
4247         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4248                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4249                 break;
4250         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4251                 ret = -EINVAL;
4252                 if (!arg || nr_args != 1)
4253                         break;
4254                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4255                 break;
4256         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4257                 ret = -EINVAL;
4258                 if (!arg || nr_args != 1)
4259                         break;
4260                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4261                 break;
4262         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4263                 ret = -EINVAL;
4264                 if (!arg || nr_args != 1)
4265                         break;
4266                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4267                 break;
4268         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4269                 ret = -EINVAL;
4270                 if (!arg || nr_args)
4271                         break;
4272                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4273                 break;
4274         default:
4275                 ret = -EINVAL;
4276                 break;
4277         }
4278
4279         return ret;
4280 }
4281
4282 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4283                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4284 {
4285         struct io_ring_ctx *ctx;
4286         long ret = -EBADF;
4287         struct fd f;
4288
4289         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4290                 return -EINVAL;
4291
4292         f = fdget(fd);
4293         if (!f.file)
4294                 return -EBADF;
4295
4296         ret = -EOPNOTSUPP;
4297         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4298                 goto out_fput;
4299
4300         ctx = f.file->private_data;
4301
4302         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4303         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4304         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4305         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4306 out_fput:
4307         fdput(f);
4308         return ret;
4309 }
4310
4311 static int __init io_uring_init(void)
4312 {
4313 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4314         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4315         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4316 } while (0)
4317
4318 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4319         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4320 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4321         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4322         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4323         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4324         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4325         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4326         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4327         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4328         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4329         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4330         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4331         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4332         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4333         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4334         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4335         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4336         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4337         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4338         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4339         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4340         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4341         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4342         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4343         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4344         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4345         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4346         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4347         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4348         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4349         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4350         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4351         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4352         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4353         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4354         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4355         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4356         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4357         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4358         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4359         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4360         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4361         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4362         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4363         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4364         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4365
4366         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4367                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4368         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4369                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4370
4371         /* ->buf_index is u16 */
4372         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4373         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4374                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4375
4376         /* should fit into one byte */
4377         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4378         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4379         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4380
4381         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4382
4383         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4384
4385         io_uring_optable_init();
4386
4387         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4388                                 SLAB_ACCOUNT);
4389         return 0;
4390 };
4391 __initcall(io_uring_init);