c47af3a3dacfe3557fdf8aa1afb2a1d79bf91891
[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 static 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 }
234
235 static __cold void io_ring_ctx_ref_free(struct percpu_ref *ref)
236 {
237         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(ref, struct io_ring_ctx, refs);
238
239         complete(&ctx->ref_comp);
240 }
241
242 static __cold void io_fallback_req_func(struct work_struct *work)
243 {
244         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx,
245                                                 fallback_work.work);
246         struct llist_node *node = llist_del_all(&ctx->fallback_llist);
247         struct io_kiocb *req, *tmp;
248         bool locked = false;
249
250         percpu_ref_get(&ctx->refs);
251         llist_for_each_entry_safe(req, tmp, node, io_task_work.node)
252                 req->io_task_work.func(req, &locked);
253
254         if (locked) {
255                 io_submit_flush_completions(ctx);
256                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
257         }
258         percpu_ref_put(&ctx->refs);
259 }
260
261 static int io_alloc_hash_table(struct io_hash_table *table, unsigned bits)
262 {
263         unsigned hash_buckets = 1U << bits;
264         size_t hash_size = hash_buckets * sizeof(table->hbs[0]);
265
266         table->hbs = kmalloc(hash_size, GFP_KERNEL);
267         if (!table->hbs)
268                 return -ENOMEM;
269
270         table->hash_bits = bits;
271         init_hash_table(table, hash_buckets);
272         return 0;
273 }
274
275 static __cold struct io_ring_ctx *io_ring_ctx_alloc(struct io_uring_params *p)
276 {
277         struct io_ring_ctx *ctx;
278         int hash_bits;
279
280         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
281         if (!ctx)
282                 return NULL;
283
284         xa_init(&ctx->io_bl_xa);
285
286         /*
287          * Use 5 bits less than the max cq entries, that should give us around
288          * 32 entries per hash list if totally full and uniformly spread, but
289          * don't keep too many buckets to not overconsume memory.
290          */
291         hash_bits = ilog2(p->cq_entries) - 5;
292         hash_bits = clamp(hash_bits, 1, 8);
293         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table, hash_bits))
294                 goto err;
295         if (io_alloc_hash_table(&ctx->cancel_table_locked, hash_bits))
296                 goto err;
297
298         ctx->dummy_ubuf = kzalloc(sizeof(*ctx->dummy_ubuf), GFP_KERNEL);
299         if (!ctx->dummy_ubuf)
300                 goto err;
301         /* set invalid range, so io_import_fixed() fails meeting it */
302         ctx->dummy_ubuf->ubuf = -1UL;
303
304         if (percpu_ref_init(&ctx->refs, io_ring_ctx_ref_free,
305                             0, GFP_KERNEL))
306                 goto err;
307
308         ctx->flags = p->flags;
309         init_waitqueue_head(&ctx->sqo_sq_wait);
310         INIT_LIST_HEAD(&ctx->sqd_list);
311         INIT_LIST_HEAD(&ctx->cq_overflow_list);
312         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_cache);
313         io_alloc_cache_init(&ctx->apoll_cache);
314         io_alloc_cache_init(&ctx->netmsg_cache);
315         init_completion(&ctx->ref_comp);
316         xa_init_flags(&ctx->personalities, XA_FLAGS_ALLOC1);
317         mutex_init(&ctx->uring_lock);
318         init_waitqueue_head(&ctx->cq_wait);
319         init_waitqueue_head(&ctx->poll_wq);
320         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
321         spin_lock_init(&ctx->timeout_lock);
322         INIT_WQ_LIST(&ctx->iopoll_list);
323         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_pages);
324         INIT_LIST_HEAD(&ctx->io_buffers_comp);
325         INIT_LIST_HEAD(&ctx->defer_list);
326         INIT_LIST_HEAD(&ctx->timeout_list);
327         INIT_LIST_HEAD(&ctx->ltimeout_list);
328         spin_lock_init(&ctx->rsrc_ref_lock);
329         INIT_LIST_HEAD(&ctx->rsrc_ref_list);
330         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->rsrc_put_work, io_rsrc_put_work);
331         init_task_work(&ctx->rsrc_put_tw, io_rsrc_put_tw);
332         init_llist_head(&ctx->rsrc_put_llist);
333         init_llist_head(&ctx->work_llist);
334         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tctx_list);
335         ctx->submit_state.free_list.next = NULL;
336         INIT_WQ_LIST(&ctx->locked_free_list);
337         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->fallback_work, io_fallback_req_func);
338         INIT_WQ_LIST(&ctx->submit_state.compl_reqs);
339         return ctx;
340 err:
341         kfree(ctx->dummy_ubuf);
342         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
343         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
344         kfree(ctx->io_bl);
345         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
346         kfree(ctx);
347         return NULL;
348 }
349
350 static void io_account_cq_overflow(struct io_ring_ctx *ctx)
351 {
352         struct io_rings *r = ctx->rings;
353
354         WRITE_ONCE(r->cq_overflow, READ_ONCE(r->cq_overflow) + 1);
355         ctx->cq_extra--;
356 }
357
358 static bool req_need_defer(struct io_kiocb *req, u32 seq)
359 {
360         if (unlikely(req->flags & REQ_F_IO_DRAIN)) {
361                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
362
363                 return seq + READ_ONCE(ctx->cq_extra) != ctx->cached_cq_tail;
364         }
365
366         return false;
367 }
368
369 static inline void io_req_track_inflight(struct io_kiocb *req)
370 {
371         if (!(req->flags & REQ_F_INFLIGHT)) {
372                 req->flags |= REQ_F_INFLIGHT;
373                 atomic_inc(&req->task->io_uring->inflight_tracked);
374         }
375 }
376
377 static struct io_kiocb *__io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
378 {
379         if (WARN_ON_ONCE(!req->link))
380                 return NULL;
381
382         req->flags &= ~REQ_F_ARM_LTIMEOUT;
383         req->flags |= REQ_F_LINK_TIMEOUT;
384
385         /* linked timeouts should have two refs once prep'ed */
386         io_req_set_refcount(req);
387         __io_req_set_refcount(req->link, 2);
388         return req->link;
389 }
390
391 static inline struct io_kiocb *io_prep_linked_timeout(struct io_kiocb *req)
392 {
393         if (likely(!(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT)))
394                 return NULL;
395         return __io_prep_linked_timeout(req);
396 }
397
398 static noinline void __io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
399 {
400         io_queue_linked_timeout(__io_prep_linked_timeout(req));
401 }
402
403 static inline void io_arm_ltimeout(struct io_kiocb *req)
404 {
405         if (unlikely(req->flags & REQ_F_ARM_LTIMEOUT))
406                 __io_arm_ltimeout(req);
407 }
408
409 static void io_prep_async_work(struct io_kiocb *req)
410 {
411         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
412         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
413
414         if (!(req->flags & REQ_F_CREDS)) {
415                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
416                 req->creds = get_current_cred();
417         }
418
419         req->work.list.next = NULL;
420         req->work.flags = 0;
421         req->work.cancel_seq = atomic_read(&ctx->cancel_seq);
422         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC)
423                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CONCURRENT;
424
425         if (req->file && !io_req_ffs_set(req))
426                 req->flags |= io_file_get_flags(req->file) << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT;
427
428         if (req->flags & REQ_F_ISREG) {
429                 if (def->hash_reg_file || (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
430                         io_wq_hash_work(&req->work, file_inode(req->file));
431         } else if (!req->file || !S_ISBLK(file_inode(req->file)->i_mode)) {
432                 if (def->unbound_nonreg_file)
433                         req->work.flags |= IO_WQ_WORK_UNBOUND;
434         }
435 }
436
437 static void io_prep_async_link(struct io_kiocb *req)
438 {
439         struct io_kiocb *cur;
440
441         if (req->flags & REQ_F_LINK_TIMEOUT) {
442                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
443
444                 spin_lock_irq(&ctx->timeout_lock);
445                 io_for_each_link(cur, req)
446                         io_prep_async_work(cur);
447                 spin_unlock_irq(&ctx->timeout_lock);
448         } else {
449                 io_for_each_link(cur, req)
450                         io_prep_async_work(cur);
451         }
452 }
453
454 void io_queue_iowq(struct io_kiocb *req, bool *dont_use)
455 {
456         struct io_kiocb *link = io_prep_linked_timeout(req);
457         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
458
459         BUG_ON(!tctx);
460         BUG_ON(!tctx->io_wq);
461
462         /* init ->work of the whole link before punting */
463         io_prep_async_link(req);
464
465         /*
466          * Not expected to happen, but if we do have a bug where this _can_
467          * happen, catch it here and ensure the request is marked as
468          * canceled. That will make io-wq go through the usual work cancel
469          * procedure rather than attempt to run this request (or create a new
470          * worker for it).
471          */
472         if (WARN_ON_ONCE(!same_thread_group(req->task, current)))
473                 req->work.flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
474
475         trace_io_uring_queue_async_work(req, io_wq_is_hashed(&req->work));
476         io_wq_enqueue(tctx->io_wq, &req->work);
477         if (link)
478                 io_queue_linked_timeout(link);
479 }
480
481 static __cold void io_queue_deferred(struct io_ring_ctx *ctx)
482 {
483         while (!list_empty(&ctx->defer_list)) {
484                 struct io_defer_entry *de = list_first_entry(&ctx->defer_list,
485                                                 struct io_defer_entry, list);
486
487                 if (req_need_defer(de->req, de->seq))
488                         break;
489                 list_del_init(&de->list);
490                 io_req_task_queue(de->req);
491                 kfree(de);
492         }
493 }
494
495
496 static void io_eventfd_ops(struct rcu_head *rcu)
497 {
498         struct io_ev_fd *ev_fd = container_of(rcu, struct io_ev_fd, rcu);
499         int ops = atomic_xchg(&ev_fd->ops, 0);
500
501         if (ops & BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT))
502                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
503
504         /* IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT may not be set here depending on callback
505          * ordering in a race but if references are 0 we know we have to free
506          * it regardless.
507          */
508         if (atomic_dec_and_test(&ev_fd->refs)) {
509                 eventfd_ctx_put(ev_fd->cq_ev_fd);
510                 kfree(ev_fd);
511         }
512 }
513
514 static void io_eventfd_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
515 {
516         struct io_ev_fd *ev_fd = NULL;
517
518         rcu_read_lock();
519         /*
520          * rcu_dereference ctx->io_ev_fd once and use it for both for checking
521          * and eventfd_signal
522          */
523         ev_fd = rcu_dereference(ctx->io_ev_fd);
524
525         /*
526          * Check again if ev_fd exists incase an io_eventfd_unregister call
527          * completed between the NULL check of ctx->io_ev_fd at the start of
528          * the function and rcu_read_lock.
529          */
530         if (unlikely(!ev_fd))
531                 goto out;
532         if (READ_ONCE(ctx->rings->cq_flags) & IORING_CQ_EVENTFD_DISABLED)
533                 goto out;
534         if (ev_fd->eventfd_async && !io_wq_current_is_worker())
535                 goto out;
536
537         if (likely(eventfd_signal_allowed())) {
538                 eventfd_signal_mask(ev_fd->cq_ev_fd, 1, EPOLL_URING_WAKE);
539         } else {
540                 atomic_inc(&ev_fd->refs);
541                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_SIGNAL_BIT), &ev_fd->ops))
542                         call_rcu_hurry(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
543                 else
544                         atomic_dec(&ev_fd->refs);
545         }
546
547 out:
548         rcu_read_unlock();
549 }
550
551 static void io_eventfd_flush_signal(struct io_ring_ctx *ctx)
552 {
553         bool skip;
554
555         spin_lock(&ctx->completion_lock);
556
557         /*
558          * Eventfd should only get triggered when at least one event has been
559          * posted. Some applications rely on the eventfd notification count
560          * only changing IFF a new CQE has been added to the CQ ring. There's
561          * no depedency on 1:1 relationship between how many times this
562          * function is called (and hence the eventfd count) and number of CQEs
563          * posted to the CQ ring.
564          */
565         skip = ctx->cached_cq_tail == ctx->evfd_last_cq_tail;
566         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
567         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
568         if (skip)
569                 return;
570
571         io_eventfd_signal(ctx);
572 }
573
574 void __io_commit_cqring_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
575 {
576         if (ctx->poll_activated)
577                 io_poll_wq_wake(ctx);
578         if (ctx->off_timeout_used)
579                 io_flush_timeouts(ctx);
580         if (ctx->drain_active) {
581                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
582                 io_queue_deferred(ctx);
583                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
584         }
585         if (ctx->has_evfd)
586                 io_eventfd_flush_signal(ctx);
587 }
588
589 static inline void __io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
590         __acquires(ctx->completion_lock)
591 {
592         if (!ctx->task_complete)
593                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
594 }
595
596 static inline void __io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
597 {
598         if (!ctx->task_complete)
599                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
600 }
601
602 static inline void io_cq_lock(struct io_ring_ctx *ctx)
603         __acquires(ctx->completion_lock)
604 {
605         spin_lock(&ctx->completion_lock);
606 }
607
608 static inline void io_cq_unlock(struct io_ring_ctx *ctx)
609         __releases(ctx->completion_lock)
610 {
611         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
612 }
613
614 /* keep it inlined for io_submit_flush_completions() */
615 static inline void __io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
616         __releases(ctx->completion_lock)
617 {
618         io_commit_cqring(ctx);
619         __io_cq_unlock(ctx);
620         io_commit_cqring_flush(ctx);
621         io_cqring_wake(ctx);
622 }
623
624 static inline void __io_cq_unlock_post_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
625         __releases(ctx->completion_lock)
626 {
627         io_commit_cqring(ctx);
628         __io_cq_unlock(ctx);
629         io_commit_cqring_flush(ctx);
630
631         /*
632          * As ->task_complete implies that the ring is single tasked, cq_wait
633          * may only be waited on by the current in io_cqring_wait(), but since
634          * it will re-check the wakeup conditions once we return we can safely
635          * skip waking it up.
636          */
637         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)) {
638                 smp_mb();
639                 __io_cqring_wake(ctx);
640         }
641 }
642
643 void io_cq_unlock_post(struct io_ring_ctx *ctx)
644         __releases(ctx->completion_lock)
645 {
646         io_commit_cqring(ctx);
647         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
648         io_commit_cqring_flush(ctx);
649         io_cqring_wake(ctx);
650 }
651
652 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
653 static void io_cqring_overflow_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
654 {
655         struct io_overflow_cqe *ocqe;
656         LIST_HEAD(list);
657
658         io_cq_lock(ctx);
659         list_splice_init(&ctx->cq_overflow_list, &list);
660         clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
661         io_cq_unlock(ctx);
662
663         while (!list_empty(&list)) {
664                 ocqe = list_first_entry(&list, struct io_overflow_cqe, list);
665                 list_del(&ocqe->list);
666                 kfree(ocqe);
667         }
668 }
669
670 /* Returns true if there are no backlogged entries after the flush */
671 static void __io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
672 {
673         size_t cqe_size = sizeof(struct io_uring_cqe);
674
675         if (__io_cqring_events(ctx) == ctx->cq_entries)
676                 return;
677
678         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
679                 cqe_size <<= 1;
680
681         io_cq_lock(ctx);
682         while (!list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
683                 struct io_uring_cqe *cqe = io_get_cqe_overflow(ctx, true);
684                 struct io_overflow_cqe *ocqe;
685
686                 if (!cqe)
687                         break;
688                 ocqe = list_first_entry(&ctx->cq_overflow_list,
689                                         struct io_overflow_cqe, list);
690                 memcpy(cqe, &ocqe->cqe, cqe_size);
691                 list_del(&ocqe->list);
692                 kfree(ocqe);
693         }
694
695         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
696                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
697                 atomic_andnot(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
698         }
699         io_cq_unlock_post(ctx);
700 }
701
702 static void io_cqring_do_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
703 {
704         /* iopoll syncs against uring_lock, not completion_lock */
705         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
706                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
707         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
708         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)
709                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
710 }
711
712 static void io_cqring_overflow_flush(struct io_ring_ctx *ctx)
713 {
714         if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
715                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
716 }
717
718 void __io_put_task(struct task_struct *task, int nr)
719 {
720         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
721
722         percpu_counter_sub(&tctx->inflight, nr);
723         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
724                 wake_up(&tctx->wait);
725         put_task_struct_many(task, nr);
726 }
727
728 void io_task_refs_refill(struct io_uring_task *tctx)
729 {
730         unsigned int refill = -tctx->cached_refs + IO_TCTX_REFS_CACHE_NR;
731
732         percpu_counter_add(&tctx->inflight, refill);
733         refcount_add(refill, &current->usage);
734         tctx->cached_refs += refill;
735 }
736
737 static __cold void io_uring_drop_tctx_refs(struct task_struct *task)
738 {
739         struct io_uring_task *tctx = task->io_uring;
740         unsigned int refs = tctx->cached_refs;
741
742         if (refs) {
743                 tctx->cached_refs = 0;
744                 percpu_counter_sub(&tctx->inflight, refs);
745                 put_task_struct_many(task, refs);
746         }
747 }
748
749 static bool io_cqring_event_overflow(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data,
750                                      s32 res, u32 cflags, u64 extra1, u64 extra2)
751 {
752         struct io_overflow_cqe *ocqe;
753         size_t ocq_size = sizeof(struct io_overflow_cqe);
754         bool is_cqe32 = (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32);
755
756         lockdep_assert_held(&ctx->completion_lock);
757
758         if (is_cqe32)
759                 ocq_size += sizeof(struct io_uring_cqe);
760
761         ocqe = kmalloc(ocq_size, GFP_ATOMIC | __GFP_ACCOUNT);
762         trace_io_uring_cqe_overflow(ctx, user_data, res, cflags, ocqe);
763         if (!ocqe) {
764                 /*
765                  * If we're in ring overflow flush mode, or in task cancel mode,
766                  * or cannot allocate an overflow entry, then we need to drop it
767                  * on the floor.
768                  */
769                 io_account_cq_overflow(ctx);
770                 set_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT, &ctx->check_cq);
771                 return false;
772         }
773         if (list_empty(&ctx->cq_overflow_list)) {
774                 set_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq);
775                 atomic_or(IORING_SQ_CQ_OVERFLOW, &ctx->rings->sq_flags);
776
777         }
778         ocqe->cqe.user_data = user_data;
779         ocqe->cqe.res = res;
780         ocqe->cqe.flags = cflags;
781         if (is_cqe32) {
782                 ocqe->cqe.big_cqe[0] = extra1;
783                 ocqe->cqe.big_cqe[1] = extra2;
784         }
785         list_add_tail(&ocqe->list, &ctx->cq_overflow_list);
786         return true;
787 }
788
789 bool io_req_cqe_overflow(struct io_kiocb *req)
790 {
791         if (!(req->flags & REQ_F_CQE32_INIT)) {
792                 req->extra1 = 0;
793                 req->extra2 = 0;
794         }
795         return io_cqring_event_overflow(req->ctx, req->cqe.user_data,
796                                         req->cqe.res, req->cqe.flags,
797                                         req->extra1, req->extra2);
798 }
799
800 /*
801  * writes to the cq entry need to come after reading head; the
802  * control dependency is enough as we're using WRITE_ONCE to
803  * fill the cq entry
804  */
805 struct io_uring_cqe *__io_get_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool overflow)
806 {
807         struct io_rings *rings = ctx->rings;
808         unsigned int off = ctx->cached_cq_tail & (ctx->cq_entries - 1);
809         unsigned int free, queued, len;
810
811         /*
812          * Posting into the CQ when there are pending overflowed CQEs may break
813          * ordering guarantees, which will affect links, F_MORE users and more.
814          * Force overflow the completion.
815          */
816         if (!overflow && (ctx->check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT)))
817                 return NULL;
818
819         /* userspace may cheat modifying the tail, be safe and do min */
820         queued = min(__io_cqring_events(ctx), ctx->cq_entries);
821         free = ctx->cq_entries - queued;
822         /* we need a contiguous range, limit based on the current array offset */
823         len = min(free, ctx->cq_entries - off);
824         if (!len)
825                 return NULL;
826
827         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
828                 off <<= 1;
829                 len <<= 1;
830         }
831
832         ctx->cqe_cached = &rings->cqes[off];
833         ctx->cqe_sentinel = ctx->cqe_cached + len;
834
835         ctx->cached_cq_tail++;
836         ctx->cqe_cached++;
837         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32)
838                 ctx->cqe_cached++;
839         return &rings->cqes[off];
840 }
841
842 static bool io_fill_cqe_aux(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res,
843                               u32 cflags)
844 {
845         struct io_uring_cqe *cqe;
846
847         ctx->cq_extra++;
848
849         /*
850          * If we can't get a cq entry, userspace overflowed the
851          * submission (by quite a lot). Increment the overflow count in
852          * the ring.
853          */
854         cqe = io_get_cqe(ctx);
855         if (likely(cqe)) {
856                 trace_io_uring_complete(ctx, NULL, user_data, res, cflags, 0, 0);
857
858                 WRITE_ONCE(cqe->user_data, user_data);
859                 WRITE_ONCE(cqe->res, res);
860                 WRITE_ONCE(cqe->flags, cflags);
861
862                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
863                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[0], 0);
864                         WRITE_ONCE(cqe->big_cqe[1], 0);
865                 }
866                 return true;
867         }
868         return false;
869 }
870
871 static void __io_flush_post_cqes(struct io_ring_ctx *ctx)
872         __must_hold(&ctx->uring_lock)
873 {
874         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
875         unsigned int i;
876
877         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
878         for (i = 0; i < state->cqes_count; i++) {
879                 struct io_uring_cqe *cqe = &state->cqes[i];
880
881                 if (!io_fill_cqe_aux(ctx, cqe->user_data, cqe->res, cqe->flags)) {
882                         if (ctx->task_complete) {
883                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
884                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
885                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
886                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
887                         } else {
888                                 io_cqring_event_overflow(ctx, cqe->user_data,
889                                                         cqe->res, cqe->flags, 0, 0);
890                         }
891                 }
892         }
893         state->cqes_count = 0;
894 }
895
896 static bool __io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
897                               bool allow_overflow)
898 {
899         bool filled;
900
901         io_cq_lock(ctx);
902         filled = io_fill_cqe_aux(ctx, user_data, res, cflags);
903         if (!filled && allow_overflow)
904                 filled = io_cqring_event_overflow(ctx, user_data, res, cflags, 0, 0);
905
906         io_cq_unlock_post(ctx);
907         return filled;
908 }
909
910 bool io_post_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, u64 user_data, s32 res, u32 cflags)
911 {
912         return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, true);
913 }
914
915 bool io_aux_cqe(struct io_ring_ctx *ctx, bool defer, u64 user_data, s32 res, u32 cflags,
916                 bool allow_overflow)
917 {
918         struct io_uring_cqe *cqe;
919         unsigned int length;
920
921         if (!defer)
922                 return __io_post_aux_cqe(ctx, user_data, res, cflags, allow_overflow);
923
924         length = ARRAY_SIZE(ctx->submit_state.cqes);
925
926         lockdep_assert_held(&ctx->uring_lock);
927
928         if (ctx->submit_state.cqes_count == length) {
929                 __io_cq_lock(ctx);
930                 __io_flush_post_cqes(ctx);
931                 /* no need to flush - flush is deferred */
932                 __io_cq_unlock_post(ctx);
933         }
934
935         /* For defered completions this is not as strict as it is otherwise,
936          * however it's main job is to prevent unbounded posted completions,
937          * and in that it works just as well.
938          */
939         if (!allow_overflow && test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq))
940                 return false;
941
942         cqe = &ctx->submit_state.cqes[ctx->submit_state.cqes_count++];
943         cqe->user_data = user_data;
944         cqe->res = res;
945         cqe->flags = cflags;
946         return true;
947 }
948
949 static void __io_req_complete_post(struct io_kiocb *req)
950 {
951         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
952
953         io_cq_lock(ctx);
954         if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP))
955                 io_fill_cqe_req(ctx, req);
956
957         /*
958          * If we're the last reference to this request, add to our locked
959          * free_list cache.
960          */
961         if (req_ref_put_and_test(req)) {
962                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
963                         if (req->flags & IO_DISARM_MASK)
964                                 io_disarm_next(req);
965                         if (req->link) {
966                                 io_req_task_queue(req->link);
967                                 req->link = NULL;
968                         }
969                 }
970                 io_req_put_rsrc(req);
971                 /*
972                  * Selected buffer deallocation in io_clean_op() assumes that
973                  * we don't hold ->completion_lock. Clean them here to avoid
974                  * deadlocks.
975                  */
976                 io_put_kbuf_comp(req);
977                 io_dismantle_req(req);
978                 io_put_task(req->task, 1);
979                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
980                 ctx->locked_free_nr++;
981         }
982         io_cq_unlock_post(ctx);
983 }
984
985 void io_req_complete_post(struct io_kiocb *req, unsigned issue_flags)
986 {
987         if (req->ctx->task_complete && (issue_flags & IO_URING_F_IOWQ)) {
988                 req->io_task_work.func = io_req_task_complete;
989                 io_req_task_work_add(req);
990         } else if (!(issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED) ||
991                    !(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL)) {
992                 __io_req_complete_post(req);
993         } else {
994                 struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
995
996                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
997                 __io_req_complete_post(req);
998                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
999         }
1000 }
1001
1002 void io_req_defer_failed(struct io_kiocb *req, s32 res)
1003         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1004 {
1005         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1006
1007         lockdep_assert_held(&req->ctx->uring_lock);
1008
1009         req_set_fail(req);
1010         io_req_set_res(req, res, io_put_kbuf(req, IO_URING_F_UNLOCKED));
1011         if (def->fail)
1012                 def->fail(req);
1013         io_req_complete_defer(req);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Don't initialise the fields below on every allocation, but do that in
1018  * advance and keep them valid across allocations.
1019  */
1020 static void io_preinit_req(struct io_kiocb *req, struct io_ring_ctx *ctx)
1021 {
1022         req->ctx = ctx;
1023         req->link = NULL;
1024         req->async_data = NULL;
1025         /* not necessary, but safer to zero */
1026         req->cqe.res = 0;
1027 }
1028
1029 static void io_flush_cached_locked_reqs(struct io_ring_ctx *ctx,
1030                                         struct io_submit_state *state)
1031 {
1032         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1033         wq_list_splice(&ctx->locked_free_list, &state->free_list);
1034         ctx->locked_free_nr = 0;
1035         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * A request might get retired back into the request caches even before opcode
1040  * handlers and io_issue_sqe() are done with it, e.g. inline completion path.
1041  * Because of that, io_alloc_req() should be called only under ->uring_lock
1042  * and with extra caution to not get a request that is still worked on.
1043  */
1044 __cold bool __io_alloc_req_refill(struct io_ring_ctx *ctx)
1045         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1046 {
1047         gfp_t gfp = GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN;
1048         void *reqs[IO_REQ_ALLOC_BATCH];
1049         int ret, i;
1050
1051         /*
1052          * If we have more than a batch's worth of requests in our IRQ side
1053          * locked cache, grab the lock and move them over to our submission
1054          * side cache.
1055          */
1056         if (data_race(ctx->locked_free_nr) > IO_COMPL_BATCH) {
1057                 io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
1058                 if (!io_req_cache_empty(ctx))
1059                         return true;
1060         }
1061
1062         ret = kmem_cache_alloc_bulk(req_cachep, gfp, ARRAY_SIZE(reqs), reqs);
1063
1064         /*
1065          * Bulk alloc is all-or-nothing. If we fail to get a batch,
1066          * retry single alloc to be on the safe side.
1067          */
1068         if (unlikely(ret <= 0)) {
1069                 reqs[0] = kmem_cache_alloc(req_cachep, gfp);
1070                 if (!reqs[0])
1071                         return false;
1072                 ret = 1;
1073         }
1074
1075         percpu_ref_get_many(&ctx->refs, ret);
1076         for (i = 0; i < ret; i++) {
1077                 struct io_kiocb *req = reqs[i];
1078
1079                 io_preinit_req(req, ctx);
1080                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1081         }
1082         return true;
1083 }
1084
1085 static inline void io_dismantle_req(struct io_kiocb *req)
1086 {
1087         unsigned int flags = req->flags;
1088
1089         if (unlikely(flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1090                 io_clean_op(req);
1091         if (!(flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1092                 io_put_file(req->file);
1093 }
1094
1095 __cold void io_free_req(struct io_kiocb *req)
1096 {
1097         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1098
1099         io_req_put_rsrc(req);
1100         io_dismantle_req(req);
1101         io_put_task(req->task, 1);
1102
1103         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1104         wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->locked_free_list);
1105         ctx->locked_free_nr++;
1106         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1107 }
1108
1109 static void __io_req_find_next_prep(struct io_kiocb *req)
1110 {
1111         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1112
1113         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1114         io_disarm_next(req);
1115         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1116 }
1117
1118 static inline struct io_kiocb *io_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1119 {
1120         struct io_kiocb *nxt;
1121
1122         /*
1123          * If LINK is set, we have dependent requests in this chain. If we
1124          * didn't fail this request, queue the first one up, moving any other
1125          * dependencies to the next request. In case of failure, fail the rest
1126          * of the chain.
1127          */
1128         if (unlikely(req->flags & IO_DISARM_MASK))
1129                 __io_req_find_next_prep(req);
1130         nxt = req->link;
1131         req->link = NULL;
1132         return nxt;
1133 }
1134
1135 static void ctx_flush_and_put(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1136 {
1137         if (!ctx)
1138                 return;
1139         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1140                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1141         if (*locked) {
1142                 io_submit_flush_completions(ctx);
1143                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1144                 *locked = false;
1145         }
1146         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1147 }
1148
1149 static unsigned int handle_tw_list(struct llist_node *node,
1150                                    struct io_ring_ctx **ctx, bool *locked,
1151                                    struct llist_node *last)
1152 {
1153         unsigned int count = 0;
1154
1155         while (node != last) {
1156                 struct llist_node *next = node->next;
1157                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1158                                                     io_task_work.node);
1159
1160                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1161
1162                 if (req->ctx != *ctx) {
1163                         ctx_flush_and_put(*ctx, locked);
1164                         *ctx = req->ctx;
1165                         /* if not contended, grab and improve batching */
1166                         *locked = mutex_trylock(&(*ctx)->uring_lock);
1167                         percpu_ref_get(&(*ctx)->refs);
1168                 }
1169                 req->io_task_work.func(req, locked);
1170                 node = next;
1171                 count++;
1172         }
1173
1174         return count;
1175 }
1176
1177 /**
1178  * io_llist_xchg - swap all entries in a lock-less list
1179  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1180  * @new:        new entry as the head of the list
1181  *
1182  * If list is empty, return NULL, otherwise, return the pointer to the first entry.
1183  * The order of entries returned is from the newest to the oldest added one.
1184  */
1185 static inline struct llist_node *io_llist_xchg(struct llist_head *head,
1186                                                struct llist_node *new)
1187 {
1188         return xchg(&head->first, new);
1189 }
1190
1191 /**
1192  * io_llist_cmpxchg - possibly swap all entries in a lock-less list
1193  * @head:       the head of lock-less list to delete all entries
1194  * @old:        expected old value of the first entry of the list
1195  * @new:        new entry as the head of the list
1196  *
1197  * perform a cmpxchg on the first entry of the list.
1198  */
1199
1200 static inline struct llist_node *io_llist_cmpxchg(struct llist_head *head,
1201                                                   struct llist_node *old,
1202                                                   struct llist_node *new)
1203 {
1204         return cmpxchg(&head->first, old, new);
1205 }
1206
1207 void tctx_task_work(struct callback_head *cb)
1208 {
1209         bool uring_locked = false;
1210         struct io_ring_ctx *ctx = NULL;
1211         struct io_uring_task *tctx = container_of(cb, struct io_uring_task,
1212                                                   task_work);
1213         struct llist_node fake = {};
1214         struct llist_node *node;
1215         unsigned int loops = 1;
1216         unsigned int count;
1217
1218         if (unlikely(current->flags & PF_EXITING)) {
1219                 io_fallback_tw(tctx);
1220                 return;
1221         }
1222
1223         node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1224         count = handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, NULL);
1225         node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1226         while (node != &fake) {
1227                 loops++;
1228                 node = io_llist_xchg(&tctx->task_list, &fake);
1229                 count += handle_tw_list(node, &ctx, &uring_locked, &fake);
1230                 node = io_llist_cmpxchg(&tctx->task_list, &fake, NULL);
1231         }
1232
1233         ctx_flush_and_put(ctx, &uring_locked);
1234
1235         /* relaxed read is enough as only the task itself sets ->in_idle */
1236         if (unlikely(atomic_read(&tctx->in_idle)))
1237                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
1238
1239         trace_io_uring_task_work_run(tctx, count, loops);
1240 }
1241
1242 static __cold void io_fallback_tw(struct io_uring_task *tctx)
1243 {
1244         struct llist_node *node = llist_del_all(&tctx->task_list);
1245         struct io_kiocb *req;
1246
1247         while (node) {
1248                 req = container_of(node, struct io_kiocb, io_task_work.node);
1249                 node = node->next;
1250                 if (llist_add(&req->io_task_work.node,
1251                               &req->ctx->fallback_llist))
1252                         schedule_delayed_work(&req->ctx->fallback_work, 1);
1253         }
1254 }
1255
1256 static void io_req_local_work_add(struct io_kiocb *req)
1257 {
1258         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1259
1260         percpu_ref_get(&ctx->refs);
1261
1262         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &ctx->work_llist)) {
1263                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1264                 return;
1265         }
1266         /* needed for the following wake up */
1267         smp_mb__after_atomic();
1268
1269         if (unlikely(atomic_read(&req->task->io_uring->in_idle))) {
1270                 io_move_task_work_from_local(ctx);
1271                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
1272                 return;
1273         }
1274
1275         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1276                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1277         if (ctx->has_evfd)
1278                 io_eventfd_signal(ctx);
1279
1280         if (READ_ONCE(ctx->cq_waiting))
1281                 wake_up_state(ctx->submitter_task, TASK_INTERRUPTIBLE);
1282         percpu_ref_put(&ctx->refs);
1283 }
1284
1285 void __io_req_task_work_add(struct io_kiocb *req, bool allow_local)
1286 {
1287         struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1288         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1289
1290         if (allow_local && ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
1291                 io_req_local_work_add(req);
1292                 return;
1293         }
1294
1295         /* task_work already pending, we're done */
1296         if (!llist_add(&req->io_task_work.node, &tctx->task_list))
1297                 return;
1298
1299         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1300                 atomic_or(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1301
1302         if (likely(!task_work_add(req->task, &tctx->task_work, ctx->notify_method)))
1303                 return;
1304
1305         io_fallback_tw(tctx);
1306 }
1307
1308 static void __cold io_move_task_work_from_local(struct io_ring_ctx *ctx)
1309 {
1310         struct llist_node *node;
1311
1312         node = llist_del_all(&ctx->work_llist);
1313         while (node) {
1314                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1315                                                     io_task_work.node);
1316
1317                 node = node->next;
1318                 __io_req_task_work_add(req, false);
1319         }
1320 }
1321
1322 static int __io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx, bool *locked)
1323 {
1324         struct llist_node *node;
1325         unsigned int loops = 0;
1326         int ret = 0;
1327
1328         if (WARN_ON_ONCE(ctx->submitter_task != current))
1329                 return -EEXIST;
1330         if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG)
1331                 atomic_andnot(IORING_SQ_TASKRUN, &ctx->rings->sq_flags);
1332 again:
1333         node = io_llist_xchg(&ctx->work_llist, NULL);
1334         while (node) {
1335                 struct llist_node *next = node->next;
1336                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1337                                                     io_task_work.node);
1338                 prefetch(container_of(next, struct io_kiocb, io_task_work.node));
1339                 req->io_task_work.func(req, locked);
1340                 ret++;
1341                 node = next;
1342         }
1343         loops++;
1344
1345         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1346                 goto again;
1347         if (*locked) {
1348                 io_submit_flush_completions(ctx);
1349                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
1350                         goto again;
1351         }
1352         trace_io_uring_local_work_run(ctx, ret, loops);
1353         return ret;
1354 }
1355
1356 static inline int io_run_local_work_locked(struct io_ring_ctx *ctx)
1357 {
1358         bool locked;
1359         int ret;
1360
1361         if (llist_empty(&ctx->work_llist))
1362                 return 0;
1363
1364         locked = true;
1365         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1366         /* shouldn't happen! */
1367         if (WARN_ON_ONCE(!locked))
1368                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 static int io_run_local_work(struct io_ring_ctx *ctx)
1373 {
1374         bool locked = mutex_trylock(&ctx->uring_lock);
1375         int ret;
1376
1377         ret = __io_run_local_work(ctx, &locked);
1378         if (locked)
1379                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1380
1381         return ret;
1382 }
1383
1384 static void io_req_task_cancel(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1385 {
1386         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1387         io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
1388 }
1389
1390 void io_req_task_submit(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1391 {
1392         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1393         /* req->task == current here, checking PF_EXITING is safe */
1394         if (likely(!(req->task->flags & PF_EXITING)))
1395                 io_queue_sqe(req);
1396         else
1397                 io_req_defer_failed(req, -EFAULT);
1398 }
1399
1400 void io_req_task_queue_fail(struct io_kiocb *req, int ret)
1401 {
1402         io_req_set_res(req, ret, 0);
1403         req->io_task_work.func = io_req_task_cancel;
1404         io_req_task_work_add(req);
1405 }
1406
1407 void io_req_task_queue(struct io_kiocb *req)
1408 {
1409         req->io_task_work.func = io_req_task_submit;
1410         io_req_task_work_add(req);
1411 }
1412
1413 void io_queue_next(struct io_kiocb *req)
1414 {
1415         struct io_kiocb *nxt = io_req_find_next(req);
1416
1417         if (nxt)
1418                 io_req_task_queue(nxt);
1419 }
1420
1421 void io_free_batch_list(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_wq_work_node *node)
1422         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1423 {
1424         struct task_struct *task = NULL;
1425         int task_refs = 0;
1426
1427         do {
1428                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1429                                                     comp_list);
1430
1431                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_SLOW_FLAGS)) {
1432                         if (req->flags & REQ_F_REFCOUNT) {
1433                                 node = req->comp_list.next;
1434                                 if (!req_ref_put_and_test(req))
1435                                         continue;
1436                         }
1437                         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1438                                 struct async_poll *apoll = req->apoll;
1439
1440                                 if (apoll->double_poll)
1441                                         kfree(apoll->double_poll);
1442                                 if (!io_alloc_cache_put(&ctx->apoll_cache, &apoll->cache))
1443                                         kfree(apoll);
1444                                 req->flags &= ~REQ_F_POLLED;
1445                         }
1446                         if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
1447                                 io_queue_next(req);
1448                         if (unlikely(req->flags & IO_REQ_CLEAN_FLAGS))
1449                                 io_clean_op(req);
1450                 }
1451                 if (!(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1452                         io_put_file(req->file);
1453
1454                 io_req_put_rsrc_locked(req, ctx);
1455
1456                 if (req->task != task) {
1457                         if (task)
1458                                 io_put_task(task, task_refs);
1459                         task = req->task;
1460                         task_refs = 0;
1461                 }
1462                 task_refs++;
1463                 node = req->comp_list.next;
1464                 io_req_add_to_cache(req, ctx);
1465         } while (node);
1466
1467         if (task)
1468                 io_put_task(task, task_refs);
1469 }
1470
1471 static void __io_submit_flush_completions(struct io_ring_ctx *ctx)
1472         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1473 {
1474         struct io_wq_work_node *node, *prev;
1475         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
1476
1477         __io_cq_lock(ctx);
1478         /* must come first to preserve CQE ordering in failure cases */
1479         if (state->cqes_count)
1480                 __io_flush_post_cqes(ctx);
1481         wq_list_for_each(node, prev, &state->compl_reqs) {
1482                 struct io_kiocb *req = container_of(node, struct io_kiocb,
1483                                             comp_list);
1484
1485                 if (!(req->flags & REQ_F_CQE_SKIP) &&
1486                     unlikely(!__io_fill_cqe_req(ctx, req))) {
1487                         if (ctx->task_complete) {
1488                                 spin_lock(&ctx->completion_lock);
1489                                 io_req_cqe_overflow(req);
1490                                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1491                         } else {
1492                                 io_req_cqe_overflow(req);
1493                         }
1494                 }
1495         }
1496         __io_cq_unlock_post_flush(ctx);
1497
1498         if (!wq_list_empty(&ctx->submit_state.compl_reqs)) {
1499                 io_free_batch_list(ctx, state->compl_reqs.first);
1500                 INIT_WQ_LIST(&state->compl_reqs);
1501         }
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Drop reference to request, return next in chain (if there is one) if this
1506  * was the last reference to this request.
1507  */
1508 static inline struct io_kiocb *io_put_req_find_next(struct io_kiocb *req)
1509 {
1510         struct io_kiocb *nxt = NULL;
1511
1512         if (req_ref_put_and_test(req)) {
1513                 if (unlikely(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS))
1514                         nxt = io_req_find_next(req);
1515                 io_free_req(req);
1516         }
1517         return nxt;
1518 }
1519
1520 static unsigned io_cqring_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1521 {
1522         /* See comment at the top of this file */
1523         smp_rmb();
1524         return __io_cqring_events(ctx);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * We can't just wait for polled events to come to us, we have to actively
1529  * find and complete them.
1530  */
1531 static __cold void io_iopoll_try_reap_events(struct io_ring_ctx *ctx)
1532 {
1533         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1534                 return;
1535
1536         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1537         while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1538                 /* let it sleep and repeat later if can't complete a request */
1539                 if (io_do_iopoll(ctx, true) == 0)
1540                         break;
1541                 /*
1542                  * Ensure we allow local-to-the-cpu processing to take place,
1543                  * in this case we need to ensure that we reap all events.
1544                  * Also let task_work, etc. to progress by releasing the mutex
1545                  */
1546                 if (need_resched()) {
1547                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1548                         cond_resched();
1549                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1550                 }
1551         }
1552         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1553 }
1554
1555 static int io_iopoll_check(struct io_ring_ctx *ctx, long min)
1556 {
1557         unsigned int nr_events = 0;
1558         int ret = 0;
1559         unsigned long check_cq;
1560
1561         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
1562                 return -EEXIST;
1563
1564         check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
1565         if (unlikely(check_cq)) {
1566                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
1567                         __io_cqring_overflow_flush(ctx);
1568                 /*
1569                  * Similarly do not spin if we have not informed the user of any
1570                  * dropped CQE.
1571                  */
1572                 if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT))
1573                         return -EBADR;
1574         }
1575         /*
1576          * Don't enter poll loop if we already have events pending.
1577          * If we do, we can potentially be spinning for commands that
1578          * already triggered a CQE (eg in error).
1579          */
1580         if (io_cqring_events(ctx))
1581                 return 0;
1582
1583         do {
1584                 /*
1585                  * If a submit got punted to a workqueue, we can have the
1586                  * application entering polling for a command before it gets
1587                  * issued. That app will hold the uring_lock for the duration
1588                  * of the poll right here, so we need to take a breather every
1589                  * now and then to ensure that the issue has a chance to add
1590                  * the poll to the issued list. Otherwise we can spin here
1591                  * forever, while the workqueue is stuck trying to acquire the
1592                  * very same mutex.
1593                  */
1594                 if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list) ||
1595                     io_task_work_pending(ctx)) {
1596                         u32 tail = ctx->cached_cq_tail;
1597
1598                         (void) io_run_local_work_locked(ctx);
1599
1600                         if (task_work_pending(current) ||
1601                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1602                                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1603                                 io_run_task_work();
1604                                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1605                         }
1606                         /* some requests don't go through iopoll_list */
1607                         if (tail != ctx->cached_cq_tail ||
1608                             wq_list_empty(&ctx->iopoll_list))
1609                                 break;
1610                 }
1611                 ret = io_do_iopoll(ctx, !min);
1612                 if (ret < 0)
1613                         break;
1614                 nr_events += ret;
1615                 ret = 0;
1616         } while (nr_events < min && !need_resched());
1617
1618         return ret;
1619 }
1620
1621 void io_req_task_complete(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1622 {
1623         if (*locked)
1624                 io_req_complete_defer(req);
1625         else
1626                 io_req_complete_post(req, IO_URING_F_UNLOCKED);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * After the iocb has been issued, it's safe to be found on the poll list.
1631  * Adding the kiocb to the list AFTER submission ensures that we don't
1632  * find it from a io_do_iopoll() thread before the issuer is done
1633  * accessing the kiocb cookie.
1634  */
1635 static void io_iopoll_req_issued(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1636 {
1637         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1638         const bool needs_lock = issue_flags & IO_URING_F_UNLOCKED;
1639
1640         /* workqueue context doesn't hold uring_lock, grab it now */
1641         if (unlikely(needs_lock))
1642                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
1643
1644         /*
1645          * Track whether we have multiple files in our lists. This will impact
1646          * how we do polling eventually, not spinning if we're on potentially
1647          * different devices.
1648          */
1649         if (wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
1650                 ctx->poll_multi_queue = false;
1651         } else if (!ctx->poll_multi_queue) {
1652                 struct io_kiocb *list_req;
1653
1654                 list_req = container_of(ctx->iopoll_list.first, struct io_kiocb,
1655                                         comp_list);
1656                 if (list_req->file != req->file)
1657                         ctx->poll_multi_queue = true;
1658         }
1659
1660         /*
1661          * For fast devices, IO may have already completed. If it has, add
1662          * it to the front so we find it first.
1663          */
1664         if (READ_ONCE(req->iopoll_completed))
1665                 wq_list_add_head(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1666         else
1667                 wq_list_add_tail(&req->comp_list, &ctx->iopoll_list);
1668
1669         if (unlikely(needs_lock)) {
1670                 /*
1671                  * If IORING_SETUP_SQPOLL is enabled, sqes are either handle
1672                  * in sq thread task context or in io worker task context. If
1673                  * current task context is sq thread, we don't need to check
1674                  * whether should wake up sq thread.
1675                  */
1676                 if ((ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) &&
1677                     wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
1678                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
1679
1680                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
1681         }
1682 }
1683
1684 static bool io_bdev_nowait(struct block_device *bdev)
1685 {
1686         return !bdev || bdev_nowait(bdev);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1691  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1692  * inline.
1693  */
1694 static bool __io_file_supports_nowait(struct file *file, umode_t mode)
1695 {
1696         if (S_ISBLK(mode)) {
1697                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1698                     io_bdev_nowait(I_BDEV(file->f_mapping->host)))
1699                         return true;
1700                 return false;
1701         }
1702         if (S_ISSOCK(mode))
1703                 return true;
1704         if (S_ISREG(mode)) {
1705                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK) &&
1706                     io_bdev_nowait(file->f_inode->i_sb->s_bdev) &&
1707                     !io_is_uring_fops(file))
1708                         return true;
1709                 return false;
1710         }
1711
1712         /* any ->read/write should understand O_NONBLOCK */
1713         if (file->f_flags & O_NONBLOCK)
1714                 return true;
1715         return file->f_mode & FMODE_NOWAIT;
1716 }
1717
1718 /*
1719  * If we tracked the file through the SCM inflight mechanism, we could support
1720  * any file. For now, just ensure that anything potentially problematic is done
1721  * inline.
1722  */
1723 unsigned int io_file_get_flags(struct file *file)
1724 {
1725         umode_t mode = file_inode(file)->i_mode;
1726         unsigned int res = 0;
1727
1728         if (S_ISREG(mode))
1729                 res |= FFS_ISREG;
1730         if (__io_file_supports_nowait(file, mode))
1731                 res |= FFS_NOWAIT;
1732         return res;
1733 }
1734
1735 bool io_alloc_async_data(struct io_kiocb *req)
1736 {
1737         WARN_ON_ONCE(!io_op_defs[req->opcode].async_size);
1738         req->async_data = kmalloc(io_op_defs[req->opcode].async_size, GFP_KERNEL);
1739         if (req->async_data) {
1740                 req->flags |= REQ_F_ASYNC_DATA;
1741                 return false;
1742         }
1743         return true;
1744 }
1745
1746 int io_req_prep_async(struct io_kiocb *req)
1747 {
1748         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1749
1750         /* assign early for deferred execution for non-fixed file */
1751         if (def->needs_file && !(req->flags & REQ_F_FIXED_FILE))
1752                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1753         if (!def->prep_async)
1754                 return 0;
1755         if (WARN_ON_ONCE(req_has_async_data(req)))
1756                 return -EFAULT;
1757         if (!io_op_defs[req->opcode].manual_alloc) {
1758                 if (io_alloc_async_data(req))
1759                         return -EAGAIN;
1760         }
1761         return def->prep_async(req);
1762 }
1763
1764 static u32 io_get_sequence(struct io_kiocb *req)
1765 {
1766         u32 seq = req->ctx->cached_sq_head;
1767         struct io_kiocb *cur;
1768
1769         /* need original cached_sq_head, but it was increased for each req */
1770         io_for_each_link(cur, req)
1771                 seq--;
1772         return seq;
1773 }
1774
1775 static __cold void io_drain_req(struct io_kiocb *req)
1776         __must_hold(&ctx->uring_lock)
1777 {
1778         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1779         struct io_defer_entry *de;
1780         int ret;
1781         u32 seq = io_get_sequence(req);
1782
1783         /* Still need defer if there is pending req in defer list. */
1784         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1785         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty_careful(&ctx->defer_list)) {
1786                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1787 queue:
1788                 ctx->drain_active = false;
1789                 io_req_task_queue(req);
1790                 return;
1791         }
1792         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1793
1794         io_prep_async_link(req);
1795         de = kmalloc(sizeof(*de), GFP_KERNEL);
1796         if (!de) {
1797                 ret = -ENOMEM;
1798                 io_req_defer_failed(req, ret);
1799                 return;
1800         }
1801
1802         spin_lock(&ctx->completion_lock);
1803         if (!req_need_defer(req, seq) && list_empty(&ctx->defer_list)) {
1804                 spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1805                 kfree(de);
1806                 goto queue;
1807         }
1808
1809         trace_io_uring_defer(req);
1810         de->req = req;
1811         de->seq = seq;
1812         list_add_tail(&de->list, &ctx->defer_list);
1813         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
1814 }
1815
1816 static void io_clean_op(struct io_kiocb *req)
1817 {
1818         if (req->flags & REQ_F_BUFFER_SELECTED) {
1819                 spin_lock(&req->ctx->completion_lock);
1820                 io_put_kbuf_comp(req);
1821                 spin_unlock(&req->ctx->completion_lock);
1822         }
1823
1824         if (req->flags & REQ_F_NEED_CLEANUP) {
1825                 const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1826
1827                 if (def->cleanup)
1828                         def->cleanup(req);
1829         }
1830         if ((req->flags & REQ_F_POLLED) && req->apoll) {
1831                 kfree(req->apoll->double_poll);
1832                 kfree(req->apoll);
1833                 req->apoll = NULL;
1834         }
1835         if (req->flags & REQ_F_INFLIGHT) {
1836                 struct io_uring_task *tctx = req->task->io_uring;
1837
1838                 atomic_dec(&tctx->inflight_tracked);
1839         }
1840         if (req->flags & REQ_F_CREDS)
1841                 put_cred(req->creds);
1842         if (req->flags & REQ_F_ASYNC_DATA) {
1843                 kfree(req->async_data);
1844                 req->async_data = NULL;
1845         }
1846         req->flags &= ~IO_REQ_CLEAN_FLAGS;
1847 }
1848
1849 static bool io_assign_file(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1850 {
1851         if (req->file || !io_op_defs[req->opcode].needs_file)
1852                 return true;
1853
1854         if (req->flags & REQ_F_FIXED_FILE)
1855                 req->file = io_file_get_fixed(req, req->cqe.fd, issue_flags);
1856         else
1857                 req->file = io_file_get_normal(req, req->cqe.fd);
1858
1859         return !!req->file;
1860 }
1861
1862 static int io_issue_sqe(struct io_kiocb *req, unsigned int issue_flags)
1863 {
1864         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1865         const struct cred *creds = NULL;
1866         int ret;
1867
1868         if (unlikely(!io_assign_file(req, issue_flags)))
1869                 return -EBADF;
1870
1871         if (unlikely((req->flags & REQ_F_CREDS) && req->creds != current_cred()))
1872                 creds = override_creds(req->creds);
1873
1874         if (!def->audit_skip)
1875                 audit_uring_entry(req->opcode);
1876
1877         ret = def->issue(req, issue_flags);
1878
1879         if (!def->audit_skip)
1880                 audit_uring_exit(!ret, ret);
1881
1882         if (creds)
1883                 revert_creds(creds);
1884
1885         if (ret == IOU_OK) {
1886                 if (issue_flags & IO_URING_F_COMPLETE_DEFER)
1887                         io_req_complete_defer(req);
1888                 else
1889                         io_req_complete_post(req, issue_flags);
1890         } else if (ret != IOU_ISSUE_SKIP_COMPLETE)
1891                 return ret;
1892
1893         /* If the op doesn't have a file, we're not polling for it */
1894         if ((req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) && def->iopoll_queue)
1895                 io_iopoll_req_issued(req, issue_flags);
1896
1897         return 0;
1898 }
1899
1900 int io_poll_issue(struct io_kiocb *req, bool *locked)
1901 {
1902         io_tw_lock(req->ctx, locked);
1903         return io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_MULTISHOT|
1904                                  IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
1905 }
1906
1907 struct io_wq_work *io_wq_free_work(struct io_wq_work *work)
1908 {
1909         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1910
1911         req = io_put_req_find_next(req);
1912         return req ? &req->work : NULL;
1913 }
1914
1915 void io_wq_submit_work(struct io_wq_work *work)
1916 {
1917         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
1918         const struct io_op_def *def = &io_op_defs[req->opcode];
1919         unsigned int issue_flags = IO_URING_F_UNLOCKED | IO_URING_F_IOWQ;
1920         bool needs_poll = false;
1921         int ret = 0, err = -ECANCELED;
1922
1923         /* one will be dropped by ->io_wq_free_work() after returning to io-wq */
1924         if (!(req->flags & REQ_F_REFCOUNT))
1925                 __io_req_set_refcount(req, 2);
1926         else
1927                 req_ref_get(req);
1928
1929         io_arm_ltimeout(req);
1930
1931         /* either cancelled or io-wq is dying, so don't touch tctx->iowq */
1932         if (work->flags & IO_WQ_WORK_CANCEL) {
1933 fail:
1934                 io_req_task_queue_fail(req, err);
1935                 return;
1936         }
1937         if (!io_assign_file(req, issue_flags)) {
1938                 err = -EBADF;
1939                 work->flags |= IO_WQ_WORK_CANCEL;
1940                 goto fail;
1941         }
1942
1943         if (req->flags & REQ_F_FORCE_ASYNC) {
1944                 bool opcode_poll = def->pollin || def->pollout;
1945
1946                 if (opcode_poll && file_can_poll(req->file)) {
1947                         needs_poll = true;
1948                         issue_flags |= IO_URING_F_NONBLOCK;
1949                 }
1950         }
1951
1952         do {
1953                 ret = io_issue_sqe(req, issue_flags);
1954                 if (ret != -EAGAIN)
1955                         break;
1956                 /*
1957                  * We can get EAGAIN for iopolled IO even though we're
1958                  * forcing a sync submission from here, since we can't
1959                  * wait for request slots on the block side.
1960                  */
1961                 if (!needs_poll) {
1962                         if (!(req->ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
1963                                 break;
1964                         cond_resched();
1965                         continue;
1966                 }
1967
1968                 if (io_arm_poll_handler(req, issue_flags) == IO_APOLL_OK)
1969                         return;
1970                 /* aborted or ready, in either case retry blocking */
1971                 needs_poll = false;
1972                 issue_flags &= ~IO_URING_F_NONBLOCK;
1973         } while (1);
1974
1975         /* avoid locking problems by failing it from a clean context */
1976         if (ret < 0)
1977                 io_req_task_queue_fail(req, ret);
1978 }
1979
1980 inline struct file *io_file_get_fixed(struct io_kiocb *req, int fd,
1981                                       unsigned int issue_flags)
1982 {
1983         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
1984         struct file *file = NULL;
1985         unsigned long file_ptr;
1986
1987         io_ring_submit_lock(ctx, issue_flags);
1988
1989         if (unlikely((unsigned int)fd >= ctx->nr_user_files))
1990                 goto out;
1991         fd = array_index_nospec(fd, ctx->nr_user_files);
1992         file_ptr = io_fixed_file_slot(&ctx->file_table, fd)->file_ptr;
1993         file = (struct file *) (file_ptr & FFS_MASK);
1994         file_ptr &= ~FFS_MASK;
1995         /* mask in overlapping REQ_F and FFS bits */
1996         req->flags |= (file_ptr << REQ_F_SUPPORT_NOWAIT_BIT);
1997         io_req_set_rsrc_node(req, ctx, 0);
1998 out:
1999         io_ring_submit_unlock(ctx, issue_flags);
2000         return file;
2001 }
2002
2003 struct file *io_file_get_normal(struct io_kiocb *req, int fd)
2004 {
2005         struct file *file = fget(fd);
2006
2007         trace_io_uring_file_get(req, fd);
2008
2009         /* we don't allow fixed io_uring files */
2010         if (file && io_is_uring_fops(file))
2011                 io_req_track_inflight(req);
2012         return file;
2013 }
2014
2015 static void io_queue_async(struct io_kiocb *req, int ret)
2016         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2017 {
2018         struct io_kiocb *linked_timeout;
2019
2020         if (ret != -EAGAIN || (req->flags & REQ_F_NOWAIT)) {
2021                 io_req_defer_failed(req, ret);
2022                 return;
2023         }
2024
2025         linked_timeout = io_prep_linked_timeout(req);
2026
2027         switch (io_arm_poll_handler(req, 0)) {
2028         case IO_APOLL_READY:
2029                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2030                 io_req_task_queue(req);
2031                 break;
2032         case IO_APOLL_ABORTED:
2033                 io_kbuf_recycle(req, 0);
2034                 io_queue_iowq(req, NULL);
2035                 break;
2036         case IO_APOLL_OK:
2037                 break;
2038         }
2039
2040         if (linked_timeout)
2041                 io_queue_linked_timeout(linked_timeout);
2042 }
2043
2044 static inline void io_queue_sqe(struct io_kiocb *req)
2045         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2046 {
2047         int ret;
2048
2049         ret = io_issue_sqe(req, IO_URING_F_NONBLOCK|IO_URING_F_COMPLETE_DEFER);
2050
2051         /*
2052          * We async punt it if the file wasn't marked NOWAIT, or if the file
2053          * doesn't support non-blocking read/write attempts
2054          */
2055         if (likely(!ret))
2056                 io_arm_ltimeout(req);
2057         else
2058                 io_queue_async(req, ret);
2059 }
2060
2061 static void io_queue_sqe_fallback(struct io_kiocb *req)
2062         __must_hold(&req->ctx->uring_lock)
2063 {
2064         if (unlikely(req->flags & REQ_F_FAIL)) {
2065                 /*
2066                  * We don't submit, fail them all, for that replace hardlinks
2067                  * with normal links. Extra REQ_F_LINK is tolerated.
2068                  */
2069                 req->flags &= ~REQ_F_HARDLINK;
2070                 req->flags |= REQ_F_LINK;
2071                 io_req_defer_failed(req, req->cqe.res);
2072         } else {
2073                 int ret = io_req_prep_async(req);
2074
2075                 if (unlikely(ret)) {
2076                         io_req_defer_failed(req, ret);
2077                         return;
2078                 }
2079
2080                 if (unlikely(req->ctx->drain_active))
2081                         io_drain_req(req);
2082                 else
2083                         io_queue_iowq(req, NULL);
2084         }
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Check SQE restrictions (opcode and flags).
2089  *
2090  * Returns 'true' if SQE is allowed, 'false' otherwise.
2091  */
2092 static inline bool io_check_restriction(struct io_ring_ctx *ctx,
2093                                         struct io_kiocb *req,
2094                                         unsigned int sqe_flags)
2095 {
2096         if (!test_bit(req->opcode, ctx->restrictions.sqe_op))
2097                 return false;
2098
2099         if ((sqe_flags & ctx->restrictions.sqe_flags_required) !=
2100             ctx->restrictions.sqe_flags_required)
2101                 return false;
2102
2103         if (sqe_flags & ~(ctx->restrictions.sqe_flags_allowed |
2104                           ctx->restrictions.sqe_flags_required))
2105                 return false;
2106
2107         return true;
2108 }
2109
2110 static void io_init_req_drain(struct io_kiocb *req)
2111 {
2112         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2113         struct io_kiocb *head = ctx->submit_state.link.head;
2114
2115         ctx->drain_active = true;
2116         if (head) {
2117                 /*
2118                  * If we need to drain a request in the middle of a link, drain
2119                  * the head request and the next request/link after the current
2120                  * link. Considering sequential execution of links,
2121                  * REQ_F_IO_DRAIN will be maintained for every request of our
2122                  * link.
2123                  */
2124                 head->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2125                 ctx->drain_next = true;
2126         }
2127 }
2128
2129 static int io_init_req(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2130                        const struct io_uring_sqe *sqe)
2131         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2132 {
2133         const struct io_op_def *def;
2134         unsigned int sqe_flags;
2135         int personality;
2136         u8 opcode;
2137
2138         /* req is partially pre-initialised, see io_preinit_req() */
2139         req->opcode = opcode = READ_ONCE(sqe->opcode);
2140         /* same numerical values with corresponding REQ_F_*, safe to copy */
2141         req->flags = sqe_flags = READ_ONCE(sqe->flags);
2142         req->cqe.user_data = READ_ONCE(sqe->user_data);
2143         req->file = NULL;
2144         req->rsrc_node = NULL;
2145         req->task = current;
2146
2147         if (unlikely(opcode >= IORING_OP_LAST)) {
2148                 req->opcode = 0;
2149                 return -EINVAL;
2150         }
2151         def = &io_op_defs[opcode];
2152         if (unlikely(sqe_flags & ~SQE_COMMON_FLAGS)) {
2153                 /* enforce forwards compatibility on users */
2154                 if (sqe_flags & ~SQE_VALID_FLAGS)
2155                         return -EINVAL;
2156                 if (sqe_flags & IOSQE_BUFFER_SELECT) {
2157                         if (!def->buffer_select)
2158                                 return -EOPNOTSUPP;
2159                         req->buf_index = READ_ONCE(sqe->buf_group);
2160                 }
2161                 if (sqe_flags & IOSQE_CQE_SKIP_SUCCESS)
2162                         ctx->drain_disabled = true;
2163                 if (sqe_flags & IOSQE_IO_DRAIN) {
2164                         if (ctx->drain_disabled)
2165                                 return -EOPNOTSUPP;
2166                         io_init_req_drain(req);
2167                 }
2168         }
2169         if (unlikely(ctx->restricted || ctx->drain_active || ctx->drain_next)) {
2170                 if (ctx->restricted && !io_check_restriction(ctx, req, sqe_flags))
2171                         return -EACCES;
2172                 /* knock it to the slow queue path, will be drained there */
2173                 if (ctx->drain_active)
2174                         req->flags |= REQ_F_FORCE_ASYNC;
2175                 /* if there is no link, we're at "next" request and need to drain */
2176                 if (unlikely(ctx->drain_next) && !ctx->submit_state.link.head) {
2177                         ctx->drain_next = false;
2178                         ctx->drain_active = true;
2179                         req->flags |= REQ_F_IO_DRAIN | REQ_F_FORCE_ASYNC;
2180                 }
2181         }
2182
2183         if (!def->ioprio && sqe->ioprio)
2184                 return -EINVAL;
2185         if (!def->iopoll && (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL))
2186                 return -EINVAL;
2187
2188         if (def->needs_file) {
2189                 struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2190
2191                 req->cqe.fd = READ_ONCE(sqe->fd);
2192
2193                 /*
2194                  * Plug now if we have more than 2 IO left after this, and the
2195                  * target is potentially a read/write to block based storage.
2196                  */
2197                 if (state->need_plug && def->plug) {
2198                         state->plug_started = true;
2199                         state->need_plug = false;
2200                         blk_start_plug_nr_ios(&state->plug, state->submit_nr);
2201                 }
2202         }
2203
2204         personality = READ_ONCE(sqe->personality);
2205         if (personality) {
2206                 int ret;
2207
2208                 req->creds = xa_load(&ctx->personalities, personality);
2209                 if (!req->creds)
2210                         return -EINVAL;
2211                 get_cred(req->creds);
2212                 ret = security_uring_override_creds(req->creds);
2213                 if (ret) {
2214                         put_cred(req->creds);
2215                         return ret;
2216                 }
2217                 req->flags |= REQ_F_CREDS;
2218         }
2219
2220         return def->prep(req, sqe);
2221 }
2222
2223 static __cold int io_submit_fail_init(const struct io_uring_sqe *sqe,
2224                                       struct io_kiocb *req, int ret)
2225 {
2226         struct io_ring_ctx *ctx = req->ctx;
2227         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2228         struct io_kiocb *head = link->head;
2229
2230         trace_io_uring_req_failed(sqe, req, ret);
2231
2232         /*
2233          * Avoid breaking links in the middle as it renders links with SQPOLL
2234          * unusable. Instead of failing eagerly, continue assembling the link if
2235          * applicable and mark the head with REQ_F_FAIL. The link flushing code
2236          * should find the flag and handle the rest.
2237          */
2238         req_fail_link_node(req, ret);
2239         if (head && !(head->flags & REQ_F_FAIL))
2240                 req_fail_link_node(head, -ECANCELED);
2241
2242         if (!(req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)) {
2243                 if (head) {
2244                         link->last->link = req;
2245                         link->head = NULL;
2246                         req = head;
2247                 }
2248                 io_queue_sqe_fallback(req);
2249                 return ret;
2250         }
2251
2252         if (head)
2253                 link->last->link = req;
2254         else
2255                 link->head = req;
2256         link->last = req;
2257         return 0;
2258 }
2259
2260 static inline int io_submit_sqe(struct io_ring_ctx *ctx, struct io_kiocb *req,
2261                          const struct io_uring_sqe *sqe)
2262         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2263 {
2264         struct io_submit_link *link = &ctx->submit_state.link;
2265         int ret;
2266
2267         ret = io_init_req(ctx, req, sqe);
2268         if (unlikely(ret))
2269                 return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2270
2271         /* don't need @sqe from now on */
2272         trace_io_uring_submit_sqe(req, true);
2273
2274         /*
2275          * If we already have a head request, queue this one for async
2276          * submittal once the head completes. If we don't have a head but
2277          * IOSQE_IO_LINK is set in the sqe, start a new head. This one will be
2278          * submitted sync once the chain is complete. If none of those
2279          * conditions are true (normal request), then just queue it.
2280          */
2281         if (unlikely(link->head)) {
2282                 ret = io_req_prep_async(req);
2283                 if (unlikely(ret))
2284                         return io_submit_fail_init(sqe, req, ret);
2285
2286                 trace_io_uring_link(req, link->head);
2287                 link->last->link = req;
2288                 link->last = req;
2289
2290                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS)
2291                         return 0;
2292                 /* last request of the link, flush it */
2293                 req = link->head;
2294                 link->head = NULL;
2295                 if (req->flags & (REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))
2296                         goto fallback;
2297
2298         } else if (unlikely(req->flags & (IO_REQ_LINK_FLAGS |
2299                                           REQ_F_FORCE_ASYNC | REQ_F_FAIL))) {
2300                 if (req->flags & IO_REQ_LINK_FLAGS) {
2301                         link->head = req;
2302                         link->last = req;
2303                 } else {
2304 fallback:
2305                         io_queue_sqe_fallback(req);
2306                 }
2307                 return 0;
2308         }
2309
2310         io_queue_sqe(req);
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Batched submission is done, ensure local IO is flushed out.
2316  */
2317 static void io_submit_state_end(struct io_ring_ctx *ctx)
2318 {
2319         struct io_submit_state *state = &ctx->submit_state;
2320
2321         if (unlikely(state->link.head))
2322                 io_queue_sqe_fallback(state->link.head);
2323         /* flush only after queuing links as they can generate completions */
2324         io_submit_flush_completions(ctx);
2325         if (state->plug_started)
2326                 blk_finish_plug(&state->plug);
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Start submission side cache.
2331  */
2332 static void io_submit_state_start(struct io_submit_state *state,
2333                                   unsigned int max_ios)
2334 {
2335         state->plug_started = false;
2336         state->need_plug = max_ios > 2;
2337         state->submit_nr = max_ios;
2338         /* set only head, no need to init link_last in advance */
2339         state->link.head = NULL;
2340 }
2341
2342 static void io_commit_sqring(struct io_ring_ctx *ctx)
2343 {
2344         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2345
2346         /*
2347          * Ensure any loads from the SQEs are done at this point,
2348          * since once we write the new head, the application could
2349          * write new data to them.
2350          */
2351         smp_store_release(&rings->sq.head, ctx->cached_sq_head);
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Fetch an sqe, if one is available. Note this returns a pointer to memory
2356  * that is mapped by userspace. This means that care needs to be taken to
2357  * ensure that reads are stable, as we cannot rely on userspace always
2358  * being a good citizen. If members of the sqe are validated and then later
2359  * used, it's important that those reads are done through READ_ONCE() to
2360  * prevent a re-load down the line.
2361  */
2362 static const struct io_uring_sqe *io_get_sqe(struct io_ring_ctx *ctx)
2363 {
2364         unsigned head, mask = ctx->sq_entries - 1;
2365         unsigned sq_idx = ctx->cached_sq_head++ & mask;
2366
2367         /*
2368          * The cached sq head (or cq tail) serves two purposes:
2369          *
2370          * 1) allows us to batch the cost of updating the user visible
2371          *    head updates.
2372          * 2) allows the kernel side to track the head on its own, even
2373          *    though the application is the one updating it.
2374          */
2375         head = READ_ONCE(ctx->sq_array[sq_idx]);
2376         if (likely(head < ctx->sq_entries)) {
2377                 /* double index for 128-byte SQEs, twice as long */
2378                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQE128)
2379                         head <<= 1;
2380                 return &ctx->sq_sqes[head];
2381         }
2382
2383         /* drop invalid entries */
2384         ctx->cq_extra--;
2385         WRITE_ONCE(ctx->rings->sq_dropped,
2386                    READ_ONCE(ctx->rings->sq_dropped) + 1);
2387         return NULL;
2388 }
2389
2390 int io_submit_sqes(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int nr)
2391         __must_hold(&ctx->uring_lock)
2392 {
2393         unsigned int entries = io_sqring_entries(ctx);
2394         unsigned int left;
2395         int ret;
2396
2397         if (unlikely(!entries))
2398                 return 0;
2399         /* make sure SQ entry isn't read before tail */
2400         ret = left = min3(nr, ctx->sq_entries, entries);
2401         io_get_task_refs(left);
2402         io_submit_state_start(&ctx->submit_state, left);
2403
2404         do {
2405                 const struct io_uring_sqe *sqe;
2406                 struct io_kiocb *req;
2407
2408                 if (unlikely(!io_alloc_req_refill(ctx)))
2409                         break;
2410                 req = io_alloc_req(ctx);
2411                 sqe = io_get_sqe(ctx);
2412                 if (unlikely(!sqe)) {
2413                         io_req_add_to_cache(req, ctx);
2414                         break;
2415                 }
2416
2417                 /*
2418                  * Continue submitting even for sqe failure if the
2419                  * ring was setup with IORING_SETUP_SUBMIT_ALL
2420                  */
2421                 if (unlikely(io_submit_sqe(ctx, req, sqe)) &&
2422                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_SUBMIT_ALL)) {
2423                         left--;
2424                         break;
2425                 }
2426         } while (--left);
2427
2428         if (unlikely(left)) {
2429                 ret -= left;
2430                 /* try again if it submitted nothing and can't allocate a req */
2431                 if (!ret && io_req_cache_empty(ctx))
2432                         ret = -EAGAIN;
2433                 current->io_uring->cached_refs += left;
2434         }
2435
2436         io_submit_state_end(ctx);
2437          /* Commit SQ ring head once we've consumed and submitted all SQEs */
2438         io_commit_sqring(ctx);
2439         return ret;
2440 }
2441
2442 struct io_wait_queue {
2443         struct wait_queue_entry wq;
2444         struct io_ring_ctx *ctx;
2445         unsigned cq_tail;
2446         unsigned nr_timeouts;
2447         ktime_t timeout;
2448 };
2449
2450 static inline bool io_has_work(struct io_ring_ctx *ctx)
2451 {
2452         return test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq) ||
2453                !llist_empty(&ctx->work_llist);
2454 }
2455
2456 static inline bool io_should_wake(struct io_wait_queue *iowq)
2457 {
2458         struct io_ring_ctx *ctx = iowq->ctx;
2459         int dist = READ_ONCE(ctx->rings->cq.tail) - (int) iowq->cq_tail;
2460
2461         /*
2462          * Wake up if we have enough events, or if a timeout occurred since we
2463          * started waiting. For timeouts, we always want to return to userspace,
2464          * regardless of event count.
2465          */
2466         return dist >= 0 || atomic_read(&ctx->cq_timeouts) != iowq->nr_timeouts;
2467 }
2468
2469 static int io_wake_function(struct wait_queue_entry *curr, unsigned int mode,
2470                             int wake_flags, void *key)
2471 {
2472         struct io_wait_queue *iowq = container_of(curr, struct io_wait_queue, wq);
2473
2474         /*
2475          * Cannot safely flush overflowed CQEs from here, ensure we wake up
2476          * the task, and the next invocation will do it.
2477          */
2478         if (io_should_wake(iowq) || io_has_work(iowq->ctx))
2479                 return autoremove_wake_function(curr, mode, wake_flags, key);
2480         return -1;
2481 }
2482
2483 int io_run_task_work_sig(struct io_ring_ctx *ctx)
2484 {
2485         if (!llist_empty(&ctx->work_llist)) {
2486                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2487                 if (io_run_local_work(ctx) > 0)
2488                         return 1;
2489         }
2490         if (io_run_task_work() > 0)
2491                 return 1;
2492         if (task_sigpending(current))
2493                 return -EINTR;
2494         return 0;
2495 }
2496
2497 /* when returns >0, the caller should retry */
2498 static inline int io_cqring_wait_schedule(struct io_ring_ctx *ctx,
2499                                           struct io_wait_queue *iowq)
2500 {
2501         if (unlikely(READ_ONCE(ctx->check_cq)))
2502                 return 1;
2503         if (unlikely(!llist_empty(&ctx->work_llist)))
2504                 return 1;
2505         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NOTIFY_SIGNAL)))
2506                 return 1;
2507         if (unlikely(task_sigpending(current)))
2508                 return -EINTR;
2509         if (unlikely(io_should_wake(iowq)))
2510                 return 0;
2511         if (iowq->timeout == KTIME_MAX)
2512                 schedule();
2513         else if (!schedule_hrtimeout(&iowq->timeout, HRTIMER_MODE_ABS))
2514                 return -ETIME;
2515         return 0;
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Wait until events become available, if we don't already have some. The
2520  * application must reap them itself, as they reside on the shared cq ring.
2521  */
2522 static int io_cqring_wait(struct io_ring_ctx *ctx, int min_events,
2523                           const sigset_t __user *sig, size_t sigsz,
2524                           struct __kernel_timespec __user *uts)
2525 {
2526         struct io_wait_queue iowq;
2527         struct io_rings *rings = ctx->rings;
2528         int ret;
2529
2530         if (!io_allowed_run_tw(ctx))
2531                 return -EEXIST;
2532         if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2533                 io_run_local_work(ctx);
2534         io_run_task_work();
2535         io_cqring_overflow_flush(ctx);
2536         /* if user messes with these they will just get an early return */
2537         if (__io_cqring_events_user(ctx) >= min_events)
2538                 return 0;
2539
2540         if (sig) {
2541 #ifdef CONFIG_COMPAT
2542                 if (in_compat_syscall())
2543                         ret = set_compat_user_sigmask((const compat_sigset_t __user *)sig,
2544                                                       sigsz);
2545                 else
2546 #endif
2547                         ret = set_user_sigmask(sig, sigsz);
2548
2549                 if (ret)
2550                         return ret;
2551         }
2552
2553         init_waitqueue_func_entry(&iowq.wq, io_wake_function);
2554         iowq.wq.private = current;
2555         INIT_LIST_HEAD(&iowq.wq.entry);
2556         iowq.ctx = ctx;
2557         iowq.nr_timeouts = atomic_read(&ctx->cq_timeouts);
2558         iowq.cq_tail = READ_ONCE(ctx->rings->cq.head) + min_events;
2559         iowq.timeout = KTIME_MAX;
2560
2561         if (uts) {
2562                 struct timespec64 ts;
2563
2564                 if (get_timespec64(&ts, uts))
2565                         return -EFAULT;
2566                 iowq.timeout = ktime_add_ns(timespec64_to_ktime(ts), ktime_get_ns());
2567         }
2568
2569         trace_io_uring_cqring_wait(ctx, min_events);
2570         do {
2571                 unsigned long check_cq;
2572
2573                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) {
2574                         WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 1);
2575                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
2576                 } else {
2577                         prepare_to_wait_exclusive(&ctx->cq_wait, &iowq.wq,
2578                                                         TASK_INTERRUPTIBLE);
2579                 }
2580
2581                 ret = io_cqring_wait_schedule(ctx, &iowq);
2582                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2583                 WRITE_ONCE(ctx->cq_waiting, 0);
2584
2585                 if (ret < 0)
2586                         break;
2587                 /*
2588                  * Run task_work after scheduling and before io_should_wake().
2589                  * If we got woken because of task_work being processed, run it
2590                  * now rather than let the caller do another wait loop.
2591                  */
2592                 io_run_task_work();
2593                 if (!llist_empty(&ctx->work_llist))
2594                         io_run_local_work(ctx);
2595
2596                 check_cq = READ_ONCE(ctx->check_cq);
2597                 if (unlikely(check_cq)) {
2598                         /* let the caller flush overflows, retry */
2599                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT))
2600                                 io_cqring_do_overflow_flush(ctx);
2601                         if (check_cq & BIT(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT)) {
2602                                 ret = -EBADR;
2603                                 break;
2604                         }
2605                 }
2606
2607                 if (io_should_wake(&iowq)) {
2608                         ret = 0;
2609                         break;
2610                 }
2611                 cond_resched();
2612         } while (1);
2613
2614         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
2615                 finish_wait(&ctx->cq_wait, &iowq.wq);
2616         restore_saved_sigmask_unless(ret == -EINTR);
2617
2618         return READ_ONCE(rings->cq.head) == READ_ONCE(rings->cq.tail) ? ret : 0;
2619 }
2620
2621 static void io_mem_free(void *ptr)
2622 {
2623         struct page *page;
2624
2625         if (!ptr)
2626                 return;
2627
2628         page = virt_to_head_page(ptr);
2629         if (put_page_testzero(page))
2630                 free_compound_page(page);
2631 }
2632
2633 static void *io_mem_alloc(size_t size)
2634 {
2635         gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO | __GFP_NOWARN | __GFP_COMP;
2636
2637         return (void *) __get_free_pages(gfp, get_order(size));
2638 }
2639
2640 static unsigned long rings_size(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned int sq_entries,
2641                                 unsigned int cq_entries, size_t *sq_offset)
2642 {
2643         struct io_rings *rings;
2644         size_t off, sq_array_size;
2645
2646         off = struct_size(rings, cqes, cq_entries);
2647         if (off == SIZE_MAX)
2648                 return SIZE_MAX;
2649         if (ctx->flags & IORING_SETUP_CQE32) {
2650                 if (check_shl_overflow(off, 1, &off))
2651                         return SIZE_MAX;
2652         }
2653
2654 #ifdef CONFIG_SMP
2655         off = ALIGN(off, SMP_CACHE_BYTES);
2656         if (off == 0)
2657                 return SIZE_MAX;
2658 #endif
2659
2660         if (sq_offset)
2661                 *sq_offset = off;
2662
2663         sq_array_size = array_size(sizeof(u32), sq_entries);
2664         if (sq_array_size == SIZE_MAX)
2665                 return SIZE_MAX;
2666
2667         if (check_add_overflow(off, sq_array_size, &off))
2668                 return SIZE_MAX;
2669
2670         return off;
2671 }
2672
2673 static int io_eventfd_register(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
2674                                unsigned int eventfd_async)
2675 {
2676         struct io_ev_fd *ev_fd;
2677         __s32 __user *fds = arg;
2678         int fd;
2679
2680         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2681                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2682         if (ev_fd)
2683                 return -EBUSY;
2684
2685         if (copy_from_user(&fd, fds, sizeof(*fds)))
2686                 return -EFAULT;
2687
2688         ev_fd = kmalloc(sizeof(*ev_fd), GFP_KERNEL);
2689         if (!ev_fd)
2690                 return -ENOMEM;
2691
2692         ev_fd->cq_ev_fd = eventfd_ctx_fdget(fd);
2693         if (IS_ERR(ev_fd->cq_ev_fd)) {
2694                 int ret = PTR_ERR(ev_fd->cq_ev_fd);
2695                 kfree(ev_fd);
2696                 return ret;
2697         }
2698
2699         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2700         ctx->evfd_last_cq_tail = ctx->cached_cq_tail;
2701         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2702
2703         ev_fd->eventfd_async = eventfd_async;
2704         ctx->has_evfd = true;
2705         rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, ev_fd);
2706         atomic_set(&ev_fd->refs, 1);
2707         atomic_set(&ev_fd->ops, 0);
2708         return 0;
2709 }
2710
2711 static int io_eventfd_unregister(struct io_ring_ctx *ctx)
2712 {
2713         struct io_ev_fd *ev_fd;
2714
2715         ev_fd = rcu_dereference_protected(ctx->io_ev_fd,
2716                                         lockdep_is_held(&ctx->uring_lock));
2717         if (ev_fd) {
2718                 ctx->has_evfd = false;
2719                 rcu_assign_pointer(ctx->io_ev_fd, NULL);
2720                 if (!atomic_fetch_or(BIT(IO_EVENTFD_OP_FREE_BIT), &ev_fd->ops))
2721                         call_rcu(&ev_fd->rcu, io_eventfd_ops);
2722                 return 0;
2723         }
2724
2725         return -ENXIO;
2726 }
2727
2728 static void io_req_caches_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2729 {
2730         int nr = 0;
2731
2732         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2733         io_flush_cached_locked_reqs(ctx, &ctx->submit_state);
2734
2735         while (!io_req_cache_empty(ctx)) {
2736                 struct io_kiocb *req = io_alloc_req(ctx);
2737
2738                 kmem_cache_free(req_cachep, req);
2739                 nr++;
2740         }
2741         if (nr)
2742                 percpu_ref_put_many(&ctx->refs, nr);
2743         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2744 }
2745
2746 static __cold void io_ring_ctx_free(struct io_ring_ctx *ctx)
2747 {
2748         io_sq_thread_finish(ctx);
2749         io_rsrc_refs_drop(ctx);
2750         /* __io_rsrc_put_work() may need uring_lock to progress, wait w/o it */
2751         io_wait_rsrc_data(ctx->buf_data);
2752         io_wait_rsrc_data(ctx->file_data);
2753
2754         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2755         if (ctx->buf_data)
2756                 __io_sqe_buffers_unregister(ctx);
2757         if (ctx->file_data)
2758                 __io_sqe_files_unregister(ctx);
2759         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2760         io_eventfd_unregister(ctx);
2761         io_alloc_cache_free(&ctx->apoll_cache, io_apoll_cache_free);
2762         io_alloc_cache_free(&ctx->netmsg_cache, io_netmsg_cache_free);
2763         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2764         io_destroy_buffers(ctx);
2765         if (ctx->sq_creds)
2766                 put_cred(ctx->sq_creds);
2767         if (ctx->submitter_task)
2768                 put_task_struct(ctx->submitter_task);
2769
2770         /* there are no registered resources left, nobody uses it */
2771         if (ctx->rsrc_node)
2772                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_node);
2773         if (ctx->rsrc_backup_node)
2774                 io_rsrc_node_destroy(ctx->rsrc_backup_node);
2775         flush_delayed_work(&ctx->rsrc_put_work);
2776         flush_delayed_work(&ctx->fallback_work);
2777
2778         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->rsrc_ref_list));
2779         WARN_ON_ONCE(!llist_empty(&ctx->rsrc_put_llist));
2780
2781 #if defined(CONFIG_UNIX)
2782         if (ctx->ring_sock) {
2783                 ctx->ring_sock->file = NULL; /* so that iput() is called */
2784                 sock_release(ctx->ring_sock);
2785         }
2786 #endif
2787         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ctx->ltimeout_list));
2788
2789         if (ctx->mm_account) {
2790                 mmdrop(ctx->mm_account);
2791                 ctx->mm_account = NULL;
2792         }
2793         io_mem_free(ctx->rings);
2794         io_mem_free(ctx->sq_sqes);
2795
2796         percpu_ref_exit(&ctx->refs);
2797         free_uid(ctx->user);
2798         io_req_caches_free(ctx);
2799         if (ctx->hash_map)
2800                 io_wq_put_hash(ctx->hash_map);
2801         kfree(ctx->cancel_table.hbs);
2802         kfree(ctx->cancel_table_locked.hbs);
2803         kfree(ctx->dummy_ubuf);
2804         kfree(ctx->io_bl);
2805         xa_destroy(&ctx->io_bl_xa);
2806         kfree(ctx);
2807 }
2808
2809 static __cold void io_activate_pollwq_cb(struct callback_head *cb)
2810 {
2811         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(cb, struct io_ring_ctx,
2812                                                poll_wq_task_work);
2813
2814         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2815         ctx->poll_activated = true;
2816         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2817
2818         /*
2819          * Wake ups for some events between start of polling and activation
2820          * might've been lost due to loose synchronisation.
2821          */
2822         wake_up_all(&ctx->poll_wq);
2823         percpu_ref_put(&ctx->refs);
2824 }
2825
2826 static __cold void io_activate_pollwq(struct io_ring_ctx *ctx)
2827 {
2828         spin_lock(&ctx->completion_lock);
2829         /* already activated or in progress */
2830         if (ctx->poll_activated || ctx->poll_wq_task_work.func)
2831                 goto out;
2832         if (WARN_ON_ONCE(!ctx->task_complete))
2833                 goto out;
2834         if (!ctx->submitter_task)
2835                 goto out;
2836         /*
2837          * with ->submitter_task only the submitter task completes requests, we
2838          * only need to sync with it, which is done by injecting a tw
2839          */
2840         init_task_work(&ctx->poll_wq_task_work, io_activate_pollwq_cb);
2841         percpu_ref_get(&ctx->refs);
2842         if (task_work_add(ctx->submitter_task, &ctx->poll_wq_task_work, TWA_SIGNAL))
2843                 percpu_ref_put(&ctx->refs);
2844 out:
2845         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
2846 }
2847
2848 static __poll_t io_uring_poll(struct file *file, poll_table *wait)
2849 {
2850         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
2851         __poll_t mask = 0;
2852
2853         if (unlikely(!ctx->poll_activated))
2854                 io_activate_pollwq(ctx);
2855
2856         poll_wait(file, &ctx->poll_wq, wait);
2857         /*
2858          * synchronizes with barrier from wq_has_sleeper call in
2859          * io_commit_cqring
2860          */
2861         smp_rmb();
2862         if (!io_sqring_full(ctx))
2863                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
2864
2865         /*
2866          * Don't flush cqring overflow list here, just do a simple check.
2867          * Otherwise there could possible be ABBA deadlock:
2868          *      CPU0                    CPU1
2869          *      ----                    ----
2870          * lock(&ctx->uring_lock);
2871          *                              lock(&ep->mtx);
2872          *                              lock(&ctx->uring_lock);
2873          * lock(&ep->mtx);
2874          *
2875          * Users may get EPOLLIN meanwhile seeing nothing in cqring, this
2876          * pushes them to do the flush.
2877          */
2878
2879         if (io_cqring_events(ctx) || io_has_work(ctx))
2880                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
2881
2882         return mask;
2883 }
2884
2885 static int io_unregister_personality(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned id)
2886 {
2887         const struct cred *creds;
2888
2889         creds = xa_erase(&ctx->personalities, id);
2890         if (creds) {
2891                 put_cred(creds);
2892                 return 0;
2893         }
2894
2895         return -EINVAL;
2896 }
2897
2898 struct io_tctx_exit {
2899         struct callback_head            task_work;
2900         struct completion               completion;
2901         struct io_ring_ctx              *ctx;
2902 };
2903
2904 static __cold void io_tctx_exit_cb(struct callback_head *cb)
2905 {
2906         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
2907         struct io_tctx_exit *work;
2908
2909         work = container_of(cb, struct io_tctx_exit, task_work);
2910         /*
2911          * When @in_idle, we're in cancellation and it's racy to remove the
2912          * node. It'll be removed by the end of cancellation, just ignore it.
2913          * tctx can be NULL if the queueing of this task_work raced with
2914          * work cancelation off the exec path.
2915          */
2916         if (tctx && !atomic_read(&tctx->in_idle))
2917                 io_uring_del_tctx_node((unsigned long)work->ctx);
2918         complete(&work->completion);
2919 }
2920
2921 static __cold bool io_cancel_ctx_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
2922 {
2923         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
2924
2925         return req->ctx == data;
2926 }
2927
2928 static __cold void io_ring_exit_work(struct work_struct *work)
2929 {
2930         struct io_ring_ctx *ctx = container_of(work, struct io_ring_ctx, exit_work);
2931         unsigned long timeout = jiffies + HZ * 60 * 5;
2932         unsigned long interval = HZ / 20;
2933         struct io_tctx_exit exit;
2934         struct io_tctx_node *node;
2935         int ret;
2936
2937         /*
2938          * If we're doing polled IO and end up having requests being
2939          * submitted async (out-of-line), then completions can come in while
2940          * we're waiting for refs to drop. We need to reap these manually,
2941          * as nobody else will be looking for them.
2942          */
2943         do {
2944                 if (test_bit(IO_CHECK_CQ_OVERFLOW_BIT, &ctx->check_cq)) {
2945                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2946                         io_cqring_overflow_kill(ctx);
2947                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2948                 }
2949
2950                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
2951                         io_move_task_work_from_local(ctx);
2952
2953                 while (io_uring_try_cancel_requests(ctx, NULL, true))
2954                         cond_resched();
2955
2956                 if (ctx->sq_data) {
2957                         struct io_sq_data *sqd = ctx->sq_data;
2958                         struct task_struct *tsk;
2959
2960                         io_sq_thread_park(sqd);
2961                         tsk = sqd->thread;
2962                         if (tsk && tsk->io_uring && tsk->io_uring->io_wq)
2963                                 io_wq_cancel_cb(tsk->io_uring->io_wq,
2964                                                 io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
2965                         io_sq_thread_unpark(sqd);
2966                 }
2967
2968                 io_req_caches_free(ctx);
2969
2970                 if (WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout))) {
2971                         /* there is little hope left, don't run it too often */
2972                         interval = HZ * 60;
2973                 }
2974         } while (!wait_for_completion_timeout(&ctx->ref_comp, interval));
2975
2976         init_completion(&exit.completion);
2977         init_task_work(&exit.task_work, io_tctx_exit_cb);
2978         exit.ctx = ctx;
2979         /*
2980          * Some may use context even when all refs and requests have been put,
2981          * and they are free to do so while still holding uring_lock or
2982          * completion_lock, see io_req_task_submit(). Apart from other work,
2983          * this lock/unlock section also waits them to finish.
2984          */
2985         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
2986         while (!list_empty(&ctx->tctx_list)) {
2987                 WARN_ON_ONCE(time_after(jiffies, timeout));
2988
2989                 node = list_first_entry(&ctx->tctx_list, struct io_tctx_node,
2990                                         ctx_node);
2991                 /* don't spin on a single task if cancellation failed */
2992                 list_rotate_left(&ctx->tctx_list);
2993                 ret = task_work_add(node->task, &exit.task_work, TWA_SIGNAL);
2994                 if (WARN_ON_ONCE(ret))
2995                         continue;
2996
2997                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
2998                 wait_for_completion(&exit.completion);
2999                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3000         }
3001         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3002         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3003         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3004
3005         io_ring_ctx_free(ctx);
3006 }
3007
3008 static __cold void io_ring_ctx_wait_and_kill(struct io_ring_ctx *ctx)
3009 {
3010         unsigned long index;
3011         struct creds *creds;
3012
3013         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3014         percpu_ref_kill(&ctx->refs);
3015         xa_for_each(&ctx->personalities, index, creds)
3016                 io_unregister_personality(ctx, index);
3017         if (ctx->rings)
3018                 io_poll_remove_all(ctx, NULL, true);
3019         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3020
3021         /*
3022          * If we failed setting up the ctx, we might not have any rings
3023          * and therefore did not submit any requests
3024          */
3025         if (ctx->rings)
3026                 io_kill_timeouts(ctx, NULL, true);
3027
3028         INIT_WORK(&ctx->exit_work, io_ring_exit_work);
3029         /*
3030          * Use system_unbound_wq to avoid spawning tons of event kworkers
3031          * if we're exiting a ton of rings at the same time. It just adds
3032          * noise and overhead, there's no discernable change in runtime
3033          * over using system_wq.
3034          */
3035         queue_work(system_unbound_wq, &ctx->exit_work);
3036 }
3037
3038 static int io_uring_release(struct inode *inode, struct file *file)
3039 {
3040         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3041
3042         file->private_data = NULL;
3043         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3044         return 0;
3045 }
3046
3047 struct io_task_cancel {
3048         struct task_struct *task;
3049         bool all;
3050 };
3051
3052 static bool io_cancel_task_cb(struct io_wq_work *work, void *data)
3053 {
3054         struct io_kiocb *req = container_of(work, struct io_kiocb, work);
3055         struct io_task_cancel *cancel = data;
3056
3057         return io_match_task_safe(req, cancel->task, cancel->all);
3058 }
3059
3060 static __cold bool io_cancel_defer_files(struct io_ring_ctx *ctx,
3061                                          struct task_struct *task,
3062                                          bool cancel_all)
3063 {
3064         struct io_defer_entry *de;
3065         LIST_HEAD(list);
3066
3067         spin_lock(&ctx->completion_lock);
3068         list_for_each_entry_reverse(de, &ctx->defer_list, list) {
3069                 if (io_match_task_safe(de->req, task, cancel_all)) {
3070                         list_cut_position(&list, &ctx->defer_list, &de->list);
3071                         break;
3072                 }
3073         }
3074         spin_unlock(&ctx->completion_lock);
3075         if (list_empty(&list))
3076                 return false;
3077
3078         while (!list_empty(&list)) {
3079                 de = list_first_entry(&list, struct io_defer_entry, list);
3080                 list_del_init(&de->list);
3081                 io_req_task_queue_fail(de->req, -ECANCELED);
3082                 kfree(de);
3083         }
3084         return true;
3085 }
3086
3087 static __cold bool io_uring_try_cancel_iowq(struct io_ring_ctx *ctx)
3088 {
3089         struct io_tctx_node *node;
3090         enum io_wq_cancel cret;
3091         bool ret = false;
3092
3093         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3094         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
3095                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
3096
3097                 /*
3098                  * io_wq will stay alive while we hold uring_lock, because it's
3099                  * killed after ctx nodes, which requires to take the lock.
3100                  */
3101                 if (!tctx || !tctx->io_wq)
3102                         continue;
3103                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_ctx_cb, ctx, true);
3104                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3105         }
3106         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3107
3108         return ret;
3109 }
3110
3111 static __cold bool io_uring_try_cancel_requests(struct io_ring_ctx *ctx,
3112                                                 struct task_struct *task,
3113                                                 bool cancel_all)
3114 {
3115         struct io_task_cancel cancel = { .task = task, .all = cancel_all, };
3116         struct io_uring_task *tctx = task ? task->io_uring : NULL;
3117         enum io_wq_cancel cret;
3118         bool ret = false;
3119
3120         /* failed during ring init, it couldn't have issued any requests */
3121         if (!ctx->rings)
3122                 return false;
3123
3124         if (!task) {
3125                 ret |= io_uring_try_cancel_iowq(ctx);
3126         } else if (tctx && tctx->io_wq) {
3127                 /*
3128                  * Cancels requests of all rings, not only @ctx, but
3129                  * it's fine as the task is in exit/exec.
3130                  */
3131                 cret = io_wq_cancel_cb(tctx->io_wq, io_cancel_task_cb,
3132                                        &cancel, true);
3133                 ret |= (cret != IO_WQ_CANCEL_NOTFOUND);
3134         }
3135
3136         /* SQPOLL thread does its own polling */
3137         if ((!(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) && cancel_all) ||
3138             (ctx->sq_data && ctx->sq_data->thread == current)) {
3139                 while (!wq_list_empty(&ctx->iopoll_list)) {
3140                         io_iopoll_try_reap_events(ctx);
3141                         ret = true;
3142                 }
3143         }
3144
3145         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3146             io_allowed_defer_tw_run(ctx))
3147                 ret |= io_run_local_work(ctx) > 0;
3148         ret |= io_cancel_defer_files(ctx, task, cancel_all);
3149         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3150         ret |= io_poll_remove_all(ctx, task, cancel_all);
3151         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3152         ret |= io_kill_timeouts(ctx, task, cancel_all);
3153         if (task)
3154                 ret |= io_run_task_work() > 0;
3155         return ret;
3156 }
3157
3158 static s64 tctx_inflight(struct io_uring_task *tctx, bool tracked)
3159 {
3160         if (tracked)
3161                 return atomic_read(&tctx->inflight_tracked);
3162         return percpu_counter_sum(&tctx->inflight);
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Find any io_uring ctx that this task has registered or done IO on, and cancel
3167  * requests. @sqd should be not-null IFF it's an SQPOLL thread cancellation.
3168  */
3169 __cold void io_uring_cancel_generic(bool cancel_all, struct io_sq_data *sqd)
3170 {
3171         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3172         struct io_ring_ctx *ctx;
3173         s64 inflight;
3174         DEFINE_WAIT(wait);
3175
3176         WARN_ON_ONCE(sqd && sqd->thread != current);
3177
3178         if (!current->io_uring)
3179                 return;
3180         if (tctx->io_wq)
3181                 io_wq_exit_start(tctx->io_wq);
3182
3183         atomic_inc(&tctx->in_idle);
3184         do {
3185                 bool loop = false;
3186
3187                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3188                 /* read completions before cancelations */
3189                 inflight = tctx_inflight(tctx, !cancel_all);
3190                 if (!inflight)
3191                         break;
3192
3193                 if (!sqd) {
3194                         struct io_tctx_node *node;
3195                         unsigned long index;
3196
3197                         xa_for_each(&tctx->xa, index, node) {
3198                                 /* sqpoll task will cancel all its requests */
3199                                 if (node->ctx->sq_data)
3200                                         continue;
3201                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(node->ctx,
3202                                                         current, cancel_all);
3203                         }
3204                 } else {
3205                         list_for_each_entry(ctx, &sqd->ctx_list, sqd_list)
3206                                 loop |= io_uring_try_cancel_requests(ctx,
3207                                                                      current,
3208                                                                      cancel_all);
3209                 }
3210
3211                 if (loop) {
3212                         cond_resched();
3213                         continue;
3214                 }
3215
3216                 prepare_to_wait(&tctx->wait, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
3217                 io_run_task_work();
3218                 io_uring_drop_tctx_refs(current);
3219
3220                 /*
3221                  * If we've seen completions, retry without waiting. This
3222                  * avoids a race where a completion comes in before we did
3223                  * prepare_to_wait().
3224                  */
3225                 if (inflight == tctx_inflight(tctx, !cancel_all))
3226                         schedule();
3227                 finish_wait(&tctx->wait, &wait);
3228         } while (1);
3229
3230         io_uring_clean_tctx(tctx);
3231         if (cancel_all) {
3232                 /*
3233                  * We shouldn't run task_works after cancel, so just leave
3234                  * ->in_idle set for normal exit.
3235                  */
3236                 atomic_dec(&tctx->in_idle);
3237                 /* for exec all current's requests should be gone, kill tctx */
3238                 __io_uring_free(current);
3239         }
3240 }
3241
3242 void __io_uring_cancel(bool cancel_all)
3243 {
3244         io_uring_cancel_generic(cancel_all, NULL);
3245 }
3246
3247 static void *io_uring_validate_mmap_request(struct file *file,
3248                                             loff_t pgoff, size_t sz)
3249 {
3250         struct io_ring_ctx *ctx = file->private_data;
3251         loff_t offset = pgoff << PAGE_SHIFT;
3252         struct page *page;
3253         void *ptr;
3254
3255         switch (offset) {
3256         case IORING_OFF_SQ_RING:
3257         case IORING_OFF_CQ_RING:
3258                 ptr = ctx->rings;
3259                 break;
3260         case IORING_OFF_SQES:
3261                 ptr = ctx->sq_sqes;
3262                 break;
3263         default:
3264                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3265         }
3266
3267         page = virt_to_head_page(ptr);
3268         if (sz > page_size(page))
3269                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3270
3271         return ptr;
3272 }
3273
3274 #ifdef CONFIG_MMU
3275
3276 static __cold int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3277 {
3278         size_t sz = vma->vm_end - vma->vm_start;
3279         unsigned long pfn;
3280         void *ptr;
3281
3282         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, vma->vm_pgoff, sz);
3283         if (IS_ERR(ptr))
3284                 return PTR_ERR(ptr);
3285
3286         pfn = virt_to_phys(ptr) >> PAGE_SHIFT;
3287         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, pfn, sz, vma->vm_page_prot);
3288 }
3289
3290 #else /* !CONFIG_MMU */
3291
3292 static int io_uring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3293 {
3294         return vma->vm_flags & (VM_SHARED | VM_MAYSHARE) ? 0 : -EINVAL;
3295 }
3296
3297 static unsigned int io_uring_nommu_mmap_capabilities(struct file *file)
3298 {
3299         return NOMMU_MAP_DIRECT | NOMMU_MAP_READ | NOMMU_MAP_WRITE;
3300 }
3301
3302 static unsigned long io_uring_nommu_get_unmapped_area(struct file *file,
3303         unsigned long addr, unsigned long len,
3304         unsigned long pgoff, unsigned long flags)
3305 {
3306         void *ptr;
3307
3308         ptr = io_uring_validate_mmap_request(file, pgoff, len);
3309         if (IS_ERR(ptr))
3310                 return PTR_ERR(ptr);
3311
3312         return (unsigned long) ptr;
3313 }
3314
3315 #endif /* !CONFIG_MMU */
3316
3317 static int io_validate_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t argsz)
3318 {
3319         if (flags & IORING_ENTER_EXT_ARG) {
3320                 struct io_uring_getevents_arg arg;
3321
3322                 if (argsz != sizeof(arg))
3323                         return -EINVAL;
3324                 if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3325                         return -EFAULT;
3326         }
3327         return 0;
3328 }
3329
3330 static int io_get_ext_arg(unsigned flags, const void __user *argp, size_t *argsz,
3331                           struct __kernel_timespec __user **ts,
3332                           const sigset_t __user **sig)
3333 {
3334         struct io_uring_getevents_arg arg;
3335
3336         /*
3337          * If EXT_ARG isn't set, then we have no timespec and the argp pointer
3338          * is just a pointer to the sigset_t.
3339          */
3340         if (!(flags & IORING_ENTER_EXT_ARG)) {
3341                 *sig = (const sigset_t __user *) argp;
3342                 *ts = NULL;
3343                 return 0;
3344         }
3345
3346         /*
3347          * EXT_ARG is set - ensure we agree on the size of it and copy in our
3348          * timespec and sigset_t pointers if good.
3349          */
3350         if (*argsz != sizeof(arg))
3351                 return -EINVAL;
3352         if (copy_from_user(&arg, argp, sizeof(arg)))
3353                 return -EFAULT;
3354         if (arg.pad)
3355                 return -EINVAL;
3356         *sig = u64_to_user_ptr(arg.sigmask);
3357         *argsz = arg.sigmask_sz;
3358         *ts = u64_to_user_ptr(arg.ts);
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 SYSCALL_DEFINE6(io_uring_enter, unsigned int, fd, u32, to_submit,
3363                 u32, min_complete, u32, flags, const void __user *, argp,
3364                 size_t, argsz)
3365 {
3366         struct io_ring_ctx *ctx;
3367         struct fd f;
3368         long ret;
3369
3370         if (unlikely(flags & ~(IORING_ENTER_GETEVENTS | IORING_ENTER_SQ_WAKEUP |
3371                                IORING_ENTER_SQ_WAIT | IORING_ENTER_EXT_ARG |
3372                                IORING_ENTER_REGISTERED_RING)))
3373                 return -EINVAL;
3374
3375         /*
3376          * Ring fd has been registered via IORING_REGISTER_RING_FDS, we
3377          * need only dereference our task private array to find it.
3378          */
3379         if (flags & IORING_ENTER_REGISTERED_RING) {
3380                 struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3381
3382                 if (unlikely(!tctx || fd >= IO_RINGFD_REG_MAX))
3383                         return -EINVAL;
3384                 fd = array_index_nospec(fd, IO_RINGFD_REG_MAX);
3385                 f.file = tctx->registered_rings[fd];
3386                 f.flags = 0;
3387                 if (unlikely(!f.file))
3388                         return -EBADF;
3389         } else {
3390                 f = fdget(fd);
3391                 if (unlikely(!f.file))
3392                         return -EBADF;
3393                 ret = -EOPNOTSUPP;
3394                 if (unlikely(!io_is_uring_fops(f.file)))
3395                         goto out;
3396         }
3397
3398         ctx = f.file->private_data;
3399         ret = -EBADFD;
3400         if (unlikely(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3401                 goto out;
3402
3403         /*
3404          * For SQ polling, the thread will do all submissions and completions.
3405          * Just return the requested submit count, and wake the thread if
3406          * we were asked to.
3407          */
3408         ret = 0;
3409         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3410                 io_cqring_overflow_flush(ctx);
3411
3412                 if (unlikely(ctx->sq_data->thread == NULL)) {
3413                         ret = -EOWNERDEAD;
3414                         goto out;
3415                 }
3416                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAKEUP)
3417                         wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3418                 if (flags & IORING_ENTER_SQ_WAIT)
3419                         io_sqpoll_wait_sq(ctx);
3420
3421                 ret = to_submit;
3422         } else if (to_submit) {
3423                 ret = io_uring_add_tctx_node(ctx);
3424                 if (unlikely(ret))
3425                         goto out;
3426
3427                 mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3428                 ret = io_submit_sqes(ctx, to_submit);
3429                 if (ret != to_submit) {
3430                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3431                         goto out;
3432                 }
3433                 if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3434                         if (ctx->syscall_iopoll)
3435                                 goto iopoll_locked;
3436                         /*
3437                          * Ignore errors, we'll soon call io_cqring_wait() and
3438                          * it should handle ownership problems if any.
3439                          */
3440                         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN)
3441                                 (void)io_run_local_work_locked(ctx);
3442                 }
3443                 mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3444         }
3445
3446         if (flags & IORING_ENTER_GETEVENTS) {
3447                 int ret2;
3448
3449                 if (ctx->syscall_iopoll) {
3450                         /*
3451                          * We disallow the app entering submit/complete with
3452                          * polling, but we still need to lock the ring to
3453                          * prevent racing with polled issue that got punted to
3454                          * a workqueue.
3455                          */
3456                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
3457 iopoll_locked:
3458                         ret2 = io_validate_ext_arg(flags, argp, argsz);
3459                         if (likely(!ret2)) {
3460                                 min_complete = min(min_complete,
3461                                                    ctx->cq_entries);
3462                                 ret2 = io_iopoll_check(ctx, min_complete);
3463                         }
3464                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
3465                 } else {
3466                         const sigset_t __user *sig;
3467                         struct __kernel_timespec __user *ts;
3468
3469                         ret2 = io_get_ext_arg(flags, argp, &argsz, &ts, &sig);
3470                         if (likely(!ret2)) {
3471                                 min_complete = min(min_complete,
3472                                                    ctx->cq_entries);
3473                                 ret2 = io_cqring_wait(ctx, min_complete, sig,
3474                                                       argsz, ts);
3475                         }
3476                 }
3477
3478                 if (!ret) {
3479                         ret = ret2;
3480
3481                         /*
3482                          * EBADR indicates that one or more CQE were dropped.
3483                          * Once the user has been informed we can clear the bit
3484                          * as they are obviously ok with those drops.
3485                          */
3486                         if (unlikely(ret2 == -EBADR))
3487                                 clear_bit(IO_CHECK_CQ_DROPPED_BIT,
3488                                           &ctx->check_cq);
3489                 }
3490         }
3491 out:
3492         fdput(f);
3493         return ret;
3494 }
3495
3496 static const struct file_operations io_uring_fops = {
3497         .release        = io_uring_release,
3498         .mmap           = io_uring_mmap,
3499 #ifndef CONFIG_MMU
3500         .get_unmapped_area = io_uring_nommu_get_unmapped_area,
3501         .mmap_capabilities = io_uring_nommu_mmap_capabilities,
3502 #endif
3503         .poll           = io_uring_poll,
3504 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3505         .show_fdinfo    = io_uring_show_fdinfo,
3506 #endif
3507 };
3508
3509 bool io_is_uring_fops(struct file *file)
3510 {
3511         return file->f_op == &io_uring_fops;
3512 }
3513
3514 static __cold int io_allocate_scq_urings(struct io_ring_ctx *ctx,
3515                                          struct io_uring_params *p)
3516 {
3517         struct io_rings *rings;
3518         size_t size, sq_array_offset;
3519
3520         /* make sure these are sane, as we already accounted them */
3521         ctx->sq_entries = p->sq_entries;
3522         ctx->cq_entries = p->cq_entries;
3523
3524         size = rings_size(ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, &sq_array_offset);
3525         if (size == SIZE_MAX)
3526                 return -EOVERFLOW;
3527
3528         rings = io_mem_alloc(size);
3529         if (!rings)
3530                 return -ENOMEM;
3531
3532         ctx->rings = rings;
3533         ctx->sq_array = (u32 *)((char *)rings + sq_array_offset);
3534         rings->sq_ring_mask = p->sq_entries - 1;
3535         rings->cq_ring_mask = p->cq_entries - 1;
3536         rings->sq_ring_entries = p->sq_entries;
3537         rings->cq_ring_entries = p->cq_entries;
3538
3539         if (p->flags & IORING_SETUP_SQE128)
3540                 size = array_size(2 * sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3541         else
3542                 size = array_size(sizeof(struct io_uring_sqe), p->sq_entries);
3543         if (size == SIZE_MAX) {
3544                 io_mem_free(ctx->rings);
3545                 ctx->rings = NULL;
3546                 return -EOVERFLOW;
3547         }
3548
3549         ctx->sq_sqes = io_mem_alloc(size);
3550         if (!ctx->sq_sqes) {
3551                 io_mem_free(ctx->rings);
3552                 ctx->rings = NULL;
3553                 return -ENOMEM;
3554         }
3555
3556         return 0;
3557 }
3558
3559 static int io_uring_install_fd(struct io_ring_ctx *ctx, struct file *file)
3560 {
3561         int ret, fd;
3562
3563         fd = get_unused_fd_flags(O_RDWR | O_CLOEXEC);
3564         if (fd < 0)
3565                 return fd;
3566
3567         ret = __io_uring_add_tctx_node(ctx);
3568         if (ret) {
3569                 put_unused_fd(fd);
3570                 return ret;
3571         }
3572         fd_install(fd, file);
3573         return fd;
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Allocate an anonymous fd, this is what constitutes the application
3578  * visible backing of an io_uring instance. The application mmaps this
3579  * fd to gain access to the SQ/CQ ring details. If UNIX sockets are enabled,
3580  * we have to tie this fd to a socket for file garbage collection purposes.
3581  */
3582 static struct file *io_uring_get_file(struct io_ring_ctx *ctx)
3583 {
3584         struct file *file;
3585 #if defined(CONFIG_UNIX)
3586         int ret;
3587
3588         ret = sock_create_kern(&init_net, PF_UNIX, SOCK_RAW, IPPROTO_IP,
3589                                 &ctx->ring_sock);
3590         if (ret)
3591                 return ERR_PTR(ret);
3592 #endif
3593
3594         file = anon_inode_getfile_secure("[io_uring]", &io_uring_fops, ctx,
3595                                          O_RDWR | O_CLOEXEC, NULL);
3596 #if defined(CONFIG_UNIX)
3597         if (IS_ERR(file)) {
3598                 sock_release(ctx->ring_sock);
3599                 ctx->ring_sock = NULL;
3600         } else {
3601                 ctx->ring_sock->file = file;
3602         }
3603 #endif
3604         return file;
3605 }
3606
3607 static __cold int io_uring_create(unsigned entries, struct io_uring_params *p,
3608                                   struct io_uring_params __user *params)
3609 {
3610         struct io_ring_ctx *ctx;
3611         struct file *file;
3612         int ret;
3613
3614         if (!entries)
3615                 return -EINVAL;
3616         if (entries > IORING_MAX_ENTRIES) {
3617                 if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3618                         return -EINVAL;
3619                 entries = IORING_MAX_ENTRIES;
3620         }
3621
3622         /*
3623          * Use twice as many entries for the CQ ring. It's possible for the
3624          * application to drive a higher depth than the size of the SQ ring,
3625          * since the sqes are only used at submission time. This allows for
3626          * some flexibility in overcommitting a bit. If the application has
3627          * set IORING_SETUP_CQSIZE, it will have passed in the desired number
3628          * of CQ ring entries manually.
3629          */
3630         p->sq_entries = roundup_pow_of_two(entries);
3631         if (p->flags & IORING_SETUP_CQSIZE) {
3632                 /*
3633                  * If IORING_SETUP_CQSIZE is set, we do the same roundup
3634                  * to a power-of-two, if it isn't already. We do NOT impose
3635                  * any cq vs sq ring sizing.
3636                  */
3637                 if (!p->cq_entries)
3638                         return -EINVAL;
3639                 if (p->cq_entries > IORING_MAX_CQ_ENTRIES) {
3640                         if (!(p->flags & IORING_SETUP_CLAMP))
3641                                 return -EINVAL;
3642                         p->cq_entries = IORING_MAX_CQ_ENTRIES;
3643                 }
3644                 p->cq_entries = roundup_pow_of_two(p->cq_entries);
3645                 if (p->cq_entries < p->sq_entries)
3646                         return -EINVAL;
3647         } else {
3648                 p->cq_entries = 2 * p->sq_entries;
3649         }
3650
3651         ctx = io_ring_ctx_alloc(p);
3652         if (!ctx)
3653                 return -ENOMEM;
3654
3655         if ((ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN) &&
3656             !(ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL) &&
3657             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3658                 ctx->task_complete = true;
3659
3660         /*
3661          * lazy poll_wq activation relies on ->task_complete for synchronisation
3662          * purposes, see io_activate_pollwq()
3663          */
3664         if (!ctx->task_complete)
3665                 ctx->poll_activated = true;
3666
3667         /*
3668          * When SETUP_IOPOLL and SETUP_SQPOLL are both enabled, user
3669          * space applications don't need to do io completion events
3670          * polling again, they can rely on io_sq_thread to do polling
3671          * work, which can reduce cpu usage and uring_lock contention.
3672          */
3673         if (ctx->flags & IORING_SETUP_IOPOLL &&
3674             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL))
3675                 ctx->syscall_iopoll = 1;
3676
3677         ctx->compat = in_compat_syscall();
3678         if (!capable(CAP_IPC_LOCK))
3679                 ctx->user = get_uid(current_user());
3680
3681         /*
3682          * For SQPOLL, we just need a wakeup, always. For !SQPOLL, if
3683          * COOP_TASKRUN is set, then IPIs are never needed by the app.
3684          */
3685         ret = -EINVAL;
3686         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
3687                 /* IPI related flags don't make sense with SQPOLL */
3688                 if (ctx->flags & (IORING_SETUP_COOP_TASKRUN |
3689                                   IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3690                                   IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3691                         goto err;
3692                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3693         } else if (ctx->flags & IORING_SETUP_COOP_TASKRUN) {
3694                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL_NO_IPI;
3695         } else {
3696                 if (ctx->flags & IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG &&
3697                     !(ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3698                         goto err;
3699                 ctx->notify_method = TWA_SIGNAL;
3700         }
3701
3702         /*
3703          * For DEFER_TASKRUN we require the completion task to be the same as the
3704          * submission task. This implies that there is only one submitter, so enforce
3705          * that.
3706          */
3707         if (ctx->flags & IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN &&
3708             !(ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER)) {
3709                 goto err;
3710         }
3711
3712         /*
3713          * This is just grabbed for accounting purposes. When a process exits,
3714          * the mm is exited and dropped before the files, hence we need to hang
3715          * on to this mm purely for the purposes of being able to unaccount
3716          * memory (locked/pinned vm). It's not used for anything else.
3717          */
3718         mmgrab(current->mm);
3719         ctx->mm_account = current->mm;
3720
3721         ret = io_allocate_scq_urings(ctx, p);
3722         if (ret)
3723                 goto err;
3724
3725         ret = io_sq_offload_create(ctx, p);
3726         if (ret)
3727                 goto err;
3728         /* always set a rsrc node */
3729         ret = io_rsrc_node_switch_start(ctx);
3730         if (ret)
3731                 goto err;
3732         io_rsrc_node_switch(ctx, NULL);
3733
3734         memset(&p->sq_off, 0, sizeof(p->sq_off));
3735         p->sq_off.head = offsetof(struct io_rings, sq.head);
3736         p->sq_off.tail = offsetof(struct io_rings, sq.tail);
3737         p->sq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, sq_ring_mask);
3738         p->sq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, sq_ring_entries);
3739         p->sq_off.flags = offsetof(struct io_rings, sq_flags);
3740         p->sq_off.dropped = offsetof(struct io_rings, sq_dropped);
3741         p->sq_off.array = (char *)ctx->sq_array - (char *)ctx->rings;
3742
3743         memset(&p->cq_off, 0, sizeof(p->cq_off));
3744         p->cq_off.head = offsetof(struct io_rings, cq.head);
3745         p->cq_off.tail = offsetof(struct io_rings, cq.tail);
3746         p->cq_off.ring_mask = offsetof(struct io_rings, cq_ring_mask);
3747         p->cq_off.ring_entries = offsetof(struct io_rings, cq_ring_entries);
3748         p->cq_off.overflow = offsetof(struct io_rings, cq_overflow);
3749         p->cq_off.cqes = offsetof(struct io_rings, cqes);
3750         p->cq_off.flags = offsetof(struct io_rings, cq_flags);
3751
3752         p->features = IORING_FEAT_SINGLE_MMAP | IORING_FEAT_NODROP |
3753                         IORING_FEAT_SUBMIT_STABLE | IORING_FEAT_RW_CUR_POS |
3754                         IORING_FEAT_CUR_PERSONALITY | IORING_FEAT_FAST_POLL |
3755                         IORING_FEAT_POLL_32BITS | IORING_FEAT_SQPOLL_NONFIXED |
3756                         IORING_FEAT_EXT_ARG | IORING_FEAT_NATIVE_WORKERS |
3757                         IORING_FEAT_RSRC_TAGS | IORING_FEAT_CQE_SKIP |
3758                         IORING_FEAT_LINKED_FILE;
3759
3760         if (copy_to_user(params, p, sizeof(*p))) {
3761                 ret = -EFAULT;
3762                 goto err;
3763         }
3764
3765         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER
3766             && !(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3767                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3768
3769         file = io_uring_get_file(ctx);
3770         if (IS_ERR(file)) {
3771                 ret = PTR_ERR(file);
3772                 goto err;
3773         }
3774
3775         /*
3776          * Install ring fd as the very last thing, so we don't risk someone
3777          * having closed it before we finish setup
3778          */
3779         ret = io_uring_install_fd(ctx, file);
3780         if (ret < 0) {
3781                 /* fput will clean it up */
3782                 fput(file);
3783                 return ret;
3784         }
3785
3786         trace_io_uring_create(ret, ctx, p->sq_entries, p->cq_entries, p->flags);
3787         return ret;
3788 err:
3789         io_ring_ctx_wait_and_kill(ctx);
3790         return ret;
3791 }
3792
3793 /*
3794  * Sets up an aio uring context, and returns the fd. Applications asks for a
3795  * ring size, we return the actual sq/cq ring sizes (among other things) in the
3796  * params structure passed in.
3797  */
3798 static long io_uring_setup(u32 entries, struct io_uring_params __user *params)
3799 {
3800         struct io_uring_params p;
3801         int i;
3802
3803         if (copy_from_user(&p, params, sizeof(p)))
3804                 return -EFAULT;
3805         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(p.resv); i++) {
3806                 if (p.resv[i])
3807                         return -EINVAL;
3808         }
3809
3810         if (p.flags & ~(IORING_SETUP_IOPOLL | IORING_SETUP_SQPOLL |
3811                         IORING_SETUP_SQ_AFF | IORING_SETUP_CQSIZE |
3812                         IORING_SETUP_CLAMP | IORING_SETUP_ATTACH_WQ |
3813                         IORING_SETUP_R_DISABLED | IORING_SETUP_SUBMIT_ALL |
3814                         IORING_SETUP_COOP_TASKRUN | IORING_SETUP_TASKRUN_FLAG |
3815                         IORING_SETUP_SQE128 | IORING_SETUP_CQE32 |
3816                         IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER | IORING_SETUP_DEFER_TASKRUN))
3817                 return -EINVAL;
3818
3819         return io_uring_create(entries, &p, params);
3820 }
3821
3822 SYSCALL_DEFINE2(io_uring_setup, u32, entries,
3823                 struct io_uring_params __user *, params)
3824 {
3825         return io_uring_setup(entries, params);
3826 }
3827
3828 static __cold int io_probe(struct io_ring_ctx *ctx, void __user *arg,
3829                            unsigned nr_args)
3830 {
3831         struct io_uring_probe *p;
3832         size_t size;
3833         int i, ret;
3834
3835         size = struct_size(p, ops, nr_args);
3836         if (size == SIZE_MAX)
3837                 return -EOVERFLOW;
3838         p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3839         if (!p)
3840                 return -ENOMEM;
3841
3842         ret = -EFAULT;
3843         if (copy_from_user(p, arg, size))
3844                 goto out;
3845         ret = -EINVAL;
3846         if (memchr_inv(p, 0, size))
3847                 goto out;
3848
3849         p->last_op = IORING_OP_LAST - 1;
3850         if (nr_args > IORING_OP_LAST)
3851                 nr_args = IORING_OP_LAST;
3852
3853         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3854                 p->ops[i].op = i;
3855                 if (!io_op_defs[i].not_supported)
3856                         p->ops[i].flags = IO_URING_OP_SUPPORTED;
3857         }
3858         p->ops_len = i;
3859
3860         ret = 0;
3861         if (copy_to_user(arg, p, size))
3862                 ret = -EFAULT;
3863 out:
3864         kfree(p);
3865         return ret;
3866 }
3867
3868 static int io_register_personality(struct io_ring_ctx *ctx)
3869 {
3870         const struct cred *creds;
3871         u32 id;
3872         int ret;
3873
3874         creds = get_current_cred();
3875
3876         ret = xa_alloc_cyclic(&ctx->personalities, &id, (void *)creds,
3877                         XA_LIMIT(0, USHRT_MAX), &ctx->pers_next, GFP_KERNEL);
3878         if (ret < 0) {
3879                 put_cred(creds);
3880                 return ret;
3881         }
3882         return id;
3883 }
3884
3885 static __cold int io_register_restrictions(struct io_ring_ctx *ctx,
3886                                            void __user *arg, unsigned int nr_args)
3887 {
3888         struct io_uring_restriction *res;
3889         size_t size;
3890         int i, ret;
3891
3892         /* Restrictions allowed only if rings started disabled */
3893         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3894                 return -EBADFD;
3895
3896         /* We allow only a single restrictions registration */
3897         if (ctx->restrictions.registered)
3898                 return -EBUSY;
3899
3900         if (!arg || nr_args > IORING_MAX_RESTRICTIONS)
3901                 return -EINVAL;
3902
3903         size = array_size(nr_args, sizeof(*res));
3904         if (size == SIZE_MAX)
3905                 return -EOVERFLOW;
3906
3907         res = memdup_user(arg, size);
3908         if (IS_ERR(res))
3909                 return PTR_ERR(res);
3910
3911         ret = 0;
3912
3913         for (i = 0; i < nr_args; i++) {
3914                 switch (res[i].opcode) {
3915                 case IORING_RESTRICTION_REGISTER_OP:
3916                         if (res[i].register_op >= IORING_REGISTER_LAST) {
3917                                 ret = -EINVAL;
3918                                 goto out;
3919                         }
3920
3921                         __set_bit(res[i].register_op,
3922                                   ctx->restrictions.register_op);
3923                         break;
3924                 case IORING_RESTRICTION_SQE_OP:
3925                         if (res[i].sqe_op >= IORING_OP_LAST) {
3926                                 ret = -EINVAL;
3927                                 goto out;
3928                         }
3929
3930                         __set_bit(res[i].sqe_op, ctx->restrictions.sqe_op);
3931                         break;
3932                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_ALLOWED:
3933                         ctx->restrictions.sqe_flags_allowed = res[i].sqe_flags;
3934                         break;
3935                 case IORING_RESTRICTION_SQE_FLAGS_REQUIRED:
3936                         ctx->restrictions.sqe_flags_required = res[i].sqe_flags;
3937                         break;
3938                 default:
3939                         ret = -EINVAL;
3940                         goto out;
3941                 }
3942         }
3943
3944 out:
3945         /* Reset all restrictions if an error happened */
3946         if (ret != 0)
3947                 memset(&ctx->restrictions, 0, sizeof(ctx->restrictions));
3948         else
3949                 ctx->restrictions.registered = true;
3950
3951         kfree(res);
3952         return ret;
3953 }
3954
3955 static int io_register_enable_rings(struct io_ring_ctx *ctx)
3956 {
3957         if (!(ctx->flags & IORING_SETUP_R_DISABLED))
3958                 return -EBADFD;
3959
3960         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SINGLE_ISSUER && !ctx->submitter_task) {
3961                 WRITE_ONCE(ctx->submitter_task, get_task_struct(current));
3962                 /*
3963                  * Lazy activation attempts would fail if it was polled before
3964                  * submitter_task is set.
3965                  */
3966                 if (wq_has_sleeper(&ctx->poll_wq))
3967                         io_activate_pollwq(ctx);
3968         }
3969
3970         if (ctx->restrictions.registered)
3971                 ctx->restricted = 1;
3972
3973         ctx->flags &= ~IORING_SETUP_R_DISABLED;
3974         if (ctx->sq_data && wq_has_sleeper(&ctx->sq_data->wait))
3975                 wake_up(&ctx->sq_data->wait);
3976         return 0;
3977 }
3978
3979 static __cold int io_register_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx,
3980                                        void __user *arg, unsigned len)
3981 {
3982         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
3983         cpumask_var_t new_mask;
3984         int ret;
3985
3986         if (!tctx || !tctx->io_wq)
3987                 return -EINVAL;
3988
3989         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
3990                 return -ENOMEM;
3991
3992         cpumask_clear(new_mask);
3993         if (len > cpumask_size())
3994                 len = cpumask_size();
3995
3996         if (in_compat_syscall()) {
3997                 ret = compat_get_bitmap(cpumask_bits(new_mask),
3998                                         (const compat_ulong_t __user *)arg,
3999                                         len * 8 /* CHAR_BIT */);
4000         } else {
4001                 ret = copy_from_user(new_mask, arg, len);
4002         }
4003
4004         if (ret) {
4005                 free_cpumask_var(new_mask);
4006                 return -EFAULT;
4007         }
4008
4009         ret = io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, new_mask);
4010         free_cpumask_var(new_mask);
4011         return ret;
4012 }
4013
4014 static __cold int io_unregister_iowq_aff(struct io_ring_ctx *ctx)
4015 {
4016         struct io_uring_task *tctx = current->io_uring;
4017
4018         if (!tctx || !tctx->io_wq)
4019                 return -EINVAL;
4020
4021         return io_wq_cpu_affinity(tctx->io_wq, NULL);
4022 }
4023
4024 static __cold int io_register_iowq_max_workers(struct io_ring_ctx *ctx,
4025                                                void __user *arg)
4026         __must_hold(&ctx->uring_lock)
4027 {
4028         struct io_tctx_node *node;
4029         struct io_uring_task *tctx = NULL;
4030         struct io_sq_data *sqd = NULL;
4031         __u32 new_count[2];
4032         int i, ret;
4033
4034         if (copy_from_user(new_count, arg, sizeof(new_count)))
4035                 return -EFAULT;
4036         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4037                 if (new_count[i] > INT_MAX)
4038                         return -EINVAL;
4039
4040         if (ctx->flags & IORING_SETUP_SQPOLL) {
4041                 sqd = ctx->sq_data;
4042                 if (sqd) {
4043                         /*
4044                          * Observe the correct sqd->lock -> ctx->uring_lock
4045                          * ordering. Fine to drop uring_lock here, we hold
4046                          * a ref to the ctx.
4047                          */
4048                         refcount_inc(&sqd->refs);
4049                         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4050                         mutex_lock(&sqd->lock);
4051                         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4052                         if (sqd->thread)
4053                                 tctx = sqd->thread->io_uring;
4054                 }
4055         } else {
4056                 tctx = current->io_uring;
4057         }
4058
4059         BUILD_BUG_ON(sizeof(new_count) != sizeof(ctx->iowq_limits));
4060
4061         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4062                 if (new_count[i])
4063                         ctx->iowq_limits[i] = new_count[i];
4064         ctx->iowq_limits_set = true;
4065
4066         if (tctx && tctx->io_wq) {
4067                 ret = io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4068                 if (ret)
4069                         goto err;
4070         } else {
4071                 memset(new_count, 0, sizeof(new_count));
4072         }
4073
4074         if (sqd) {
4075                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4076                 io_put_sq_data(sqd);
4077         }
4078
4079         if (copy_to_user(arg, new_count, sizeof(new_count)))
4080                 return -EFAULT;
4081
4082         /* that's it for SQPOLL, only the SQPOLL task creates requests */
4083         if (sqd)
4084                 return 0;
4085
4086         /* now propagate the restriction to all registered users */
4087         list_for_each_entry(node, &ctx->tctx_list, ctx_node) {
4088                 struct io_uring_task *tctx = node->task->io_uring;
4089
4090                 if (WARN_ON_ONCE(!tctx->io_wq))
4091                         continue;
4092
4093                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(new_count); i++)
4094                         new_count[i] = ctx->iowq_limits[i];
4095                 /* ignore errors, it always returns zero anyway */
4096                 (void)io_wq_max_workers(tctx->io_wq, new_count);
4097         }
4098         return 0;
4099 err:
4100         if (sqd) {
4101                 mutex_unlock(&sqd->lock);
4102                 io_put_sq_data(sqd);
4103         }
4104         return ret;
4105 }
4106
4107 static int __io_uring_register(struct io_ring_ctx *ctx, unsigned opcode,
4108                                void __user *arg, unsigned nr_args)
4109         __releases(ctx->uring_lock)
4110         __acquires(ctx->uring_lock)
4111 {
4112         int ret;
4113
4114         /*
4115          * We don't quiesce the refs for register anymore and so it can't be
4116          * dying as we're holding a file ref here.
4117          */
4118         if (WARN_ON_ONCE(percpu_ref_is_dying(&ctx->refs)))
4119                 return -ENXIO;
4120
4121         if (ctx->submitter_task && ctx->submitter_task != current)
4122                 return -EEXIST;
4123
4124         if (ctx->restricted) {
4125                 opcode = array_index_nospec(opcode, IORING_REGISTER_LAST);
4126                 if (!test_bit(opcode, ctx->restrictions.register_op))
4127                         return -EACCES;
4128         }
4129
4130         switch (opcode) {
4131         case IORING_REGISTER_BUFFERS:
4132                 ret = -EFAULT;
4133                 if (!arg)
4134                         break;
4135                 ret = io_sqe_buffers_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4136                 break;
4137         case IORING_UNREGISTER_BUFFERS:
4138                 ret = -EINVAL;
4139                 if (arg || nr_args)
4140                         break;
4141                 ret = io_sqe_buffers_unregister(ctx);
4142                 break;
4143         case IORING_REGISTER_FILES:
4144                 ret = -EFAULT;
4145                 if (!arg)
4146                         break;
4147                 ret = io_sqe_files_register(ctx, arg, nr_args, NULL);
4148                 break;
4149         case IORING_UNREGISTER_FILES:
4150                 ret = -EINVAL;
4151                 if (arg || nr_args)
4152                         break;
4153                 ret = io_sqe_files_unregister(ctx);
4154                 break;
4155         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE:
4156                 ret = io_register_files_update(ctx, arg, nr_args);
4157                 break;
4158         case IORING_REGISTER_EVENTFD:
4159                 ret = -EINVAL;
4160                 if (nr_args != 1)
4161                         break;
4162                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 0);
4163                 break;
4164         case IORING_REGISTER_EVENTFD_ASYNC:
4165                 ret = -EINVAL;
4166                 if (nr_args != 1)
4167                         break;
4168                 ret = io_eventfd_register(ctx, arg, 1);
4169                 break;
4170         case IORING_UNREGISTER_EVENTFD:
4171                 ret = -EINVAL;
4172                 if (arg || nr_args)
4173                         break;
4174                 ret = io_eventfd_unregister(ctx);
4175                 break;
4176         case IORING_REGISTER_PROBE:
4177                 ret = -EINVAL;
4178                 if (!arg || nr_args > 256)
4179                         break;
4180                 ret = io_probe(ctx, arg, nr_args);
4181                 break;
4182         case IORING_REGISTER_PERSONALITY:
4183                 ret = -EINVAL;
4184                 if (arg || nr_args)
4185                         break;
4186                 ret = io_register_personality(ctx);
4187                 break;
4188         case IORING_UNREGISTER_PERSONALITY:
4189                 ret = -EINVAL;
4190                 if (arg)
4191                         break;
4192                 ret = io_unregister_personality(ctx, nr_args);
4193                 break;
4194         case IORING_REGISTER_ENABLE_RINGS:
4195                 ret = -EINVAL;
4196                 if (arg || nr_args)
4197                         break;
4198                 ret = io_register_enable_rings(ctx);
4199                 break;
4200         case IORING_REGISTER_RESTRICTIONS:
4201                 ret = io_register_restrictions(ctx, arg, nr_args);
4202                 break;
4203         case IORING_REGISTER_FILES2:
4204                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_FILE);
4205                 break;
4206         case IORING_REGISTER_FILES_UPDATE2:
4207                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4208                                               IORING_RSRC_FILE);
4209                 break;
4210         case IORING_REGISTER_BUFFERS2:
4211                 ret = io_register_rsrc(ctx, arg, nr_args, IORING_RSRC_BUFFER);
4212                 break;
4213         case IORING_REGISTER_BUFFERS_UPDATE:
4214                 ret = io_register_rsrc_update(ctx, arg, nr_args,
4215                                               IORING_RSRC_BUFFER);
4216                 break;
4217         case IORING_REGISTER_IOWQ_AFF:
4218                 ret = -EINVAL;
4219                 if (!arg || !nr_args)
4220                         break;
4221                 ret = io_register_iowq_aff(ctx, arg, nr_args);
4222                 break;
4223         case IORING_UNREGISTER_IOWQ_AFF:
4224                 ret = -EINVAL;
4225                 if (arg || nr_args)
4226                         break;
4227                 ret = io_unregister_iowq_aff(ctx);
4228                 break;
4229         case IORING_REGISTER_IOWQ_MAX_WORKERS:
4230                 ret = -EINVAL;
4231                 if (!arg || nr_args != 2)
4232                         break;
4233                 ret = io_register_iowq_max_workers(ctx, arg);
4234                 break;
4235         case IORING_REGISTER_RING_FDS:
4236                 ret = io_ringfd_register(ctx, arg, nr_args);
4237                 break;
4238         case IORING_UNREGISTER_RING_FDS:
4239                 ret = io_ringfd_unregister(ctx, arg, nr_args);
4240                 break;
4241         case IORING_REGISTER_PBUF_RING:
4242                 ret = -EINVAL;
4243                 if (!arg || nr_args != 1)
4244                         break;
4245                 ret = io_register_pbuf_ring(ctx, arg);
4246                 break;
4247         case IORING_UNREGISTER_PBUF_RING:
4248                 ret = -EINVAL;
4249                 if (!arg || nr_args != 1)
4250                         break;
4251                 ret = io_unregister_pbuf_ring(ctx, arg);
4252                 break;
4253         case IORING_REGISTER_SYNC_CANCEL:
4254                 ret = -EINVAL;
4255                 if (!arg || nr_args != 1)
4256                         break;
4257                 ret = io_sync_cancel(ctx, arg);
4258                 break;
4259         case IORING_REGISTER_FILE_ALLOC_RANGE:
4260                 ret = -EINVAL;
4261                 if (!arg || nr_args)
4262                         break;
4263                 ret = io_register_file_alloc_range(ctx, arg);
4264                 break;
4265         default:
4266                 ret = -EINVAL;
4267                 break;
4268         }
4269
4270         return ret;
4271 }
4272
4273 SYSCALL_DEFINE4(io_uring_register, unsigned int, fd, unsigned int, opcode,
4274                 void __user *, arg, unsigned int, nr_args)
4275 {
4276         struct io_ring_ctx *ctx;
4277         long ret = -EBADF;
4278         struct fd f;
4279
4280         if (opcode >= IORING_REGISTER_LAST)
4281                 return -EINVAL;
4282
4283         f = fdget(fd);
4284         if (!f.file)
4285                 return -EBADF;
4286
4287         ret = -EOPNOTSUPP;
4288         if (!io_is_uring_fops(f.file))
4289                 goto out_fput;
4290
4291         ctx = f.file->private_data;
4292
4293         mutex_lock(&ctx->uring_lock);
4294         ret = __io_uring_register(ctx, opcode, arg, nr_args);
4295         mutex_unlock(&ctx->uring_lock);
4296         trace_io_uring_register(ctx, opcode, ctx->nr_user_files, ctx->nr_user_bufs, ret);
4297 out_fput:
4298         fdput(f);
4299         return ret;
4300 }
4301
4302 static int __init io_uring_init(void)
4303 {
4304 #define __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(stype, eoffset, esize, ename) do { \
4305         BUILD_BUG_ON(offsetof(stype, ename) != eoffset); \
4306         BUILD_BUG_ON(sizeof_field(stype, ename) != esize); \
4307 } while (0)
4308
4309 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM(eoffset, etype, ename) \
4310         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, sizeof(etype), ename)
4311 #define BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(eoffset, esize, ename) \
4312         __BUILD_BUG_VERIFY_OFFSET_SIZE(struct io_uring_sqe, eoffset, esize, ename)
4313         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_sqe) != 64);
4314         BUILD_BUG_SQE_ELEM(0,  __u8,   opcode);
4315         BUILD_BUG_SQE_ELEM(1,  __u8,   flags);
4316         BUILD_BUG_SQE_ELEM(2,  __u16,  ioprio);
4317         BUILD_BUG_SQE_ELEM(4,  __s32,  fd);
4318         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  off);
4319         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u64,  addr2);
4320         BUILD_BUG_SQE_ELEM(8,  __u32,  cmd_op);
4321         BUILD_BUG_SQE_ELEM(12, __u32, __pad1);
4322         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  addr);
4323         BUILD_BUG_SQE_ELEM(16, __u64,  splice_off_in);
4324         BUILD_BUG_SQE_ELEM(24, __u32,  len);
4325         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28,     __kernel_rwf_t, rw_flags);
4326         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */   int, rw_flags);
4327         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u32, rw_flags);
4328         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fsync_flags);
4329         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, /* compat */ __u16,  poll_events);
4330         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  poll32_events);
4331         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  sync_range_flags);
4332         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_flags);
4333         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  timeout_flags);
4334         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  accept_flags);
4335         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  cancel_flags);
4336         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  open_flags);
4337         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  statx_flags);
4338         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  fadvise_advice);
4339         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  splice_flags);
4340         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  rename_flags);
4341         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  unlink_flags);
4342         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  hardlink_flags);
4343         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  xattr_flags);
4344         BUILD_BUG_SQE_ELEM(28, __u32,  msg_ring_flags);
4345         BUILD_BUG_SQE_ELEM(32, __u64,  user_data);
4346         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_index);
4347         BUILD_BUG_SQE_ELEM(40, __u16,  buf_group);
4348         BUILD_BUG_SQE_ELEM(42, __u16,  personality);
4349         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __s32,  splice_fd_in);
4350         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u32,  file_index);
4351         BUILD_BUG_SQE_ELEM(44, __u16,  addr_len);
4352         BUILD_BUG_SQE_ELEM(46, __u16,  __pad3[0]);
4353         BUILD_BUG_SQE_ELEM(48, __u64,  addr3);
4354         BUILD_BUG_SQE_ELEM_SIZE(48, 0, cmd);
4355         BUILD_BUG_SQE_ELEM(56, __u64,  __pad2);
4356
4357         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_files_update) !=
4358                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update));
4359         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct io_uring_rsrc_update) >
4360                      sizeof(struct io_uring_rsrc_update2));
4361
4362         /* ->buf_index is u16 */
4363         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf_ring, bufs) != 0);
4364         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct io_uring_buf, resv) !=
4365                      offsetof(struct io_uring_buf_ring, tail));
4366
4367         /* should fit into one byte */
4368         BUILD_BUG_ON(SQE_VALID_FLAGS >= (1 << 8));
4369         BUILD_BUG_ON(SQE_COMMON_FLAGS >= (1 << 8));
4370         BUILD_BUG_ON((SQE_VALID_FLAGS | SQE_COMMON_FLAGS) != SQE_VALID_FLAGS);
4371
4372         BUILD_BUG_ON(__REQ_F_LAST_BIT > 8 * sizeof(int));
4373
4374         BUILD_BUG_ON(sizeof(atomic_t) != sizeof(u32));
4375
4376         io_uring_optable_init();
4377
4378         req_cachep = KMEM_CACHE(io_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC |
4379                                 SLAB_ACCOUNT);
4380         return 0;
4381 };
4382 __initcall(io_uring_init);